用于汽车空调的制冷循环中的压缩机由发动机驱动，该发动机的转 速根据车辆的行驶状况而变化，因此不能进行转速控制。为了消除该不 便之处，通常采用能够改变制冷剂的排放容量的可变容积式压缩机，以 便能够在不受发动机转速限制的情况下获得足够的制冷能力。
在典型的可变容积式压缩机中，旋转斜盘布置在气密形成的曲轴箱 中，这样，它的倾斜角度可以变化，并由旋转轴的旋转运动来驱动以进 行摇摆运动，且通过旋转斜盘的摇摆运动而沿与旋转轴平行的方向进行 往复运动的活塞将制冷剂从抽吸腔室吸入相关的缸中，压缩该制冷剂， 然后将压缩的制冷剂排出至排放腔室中。在此期间，旋转斜盘的倾斜角 度可以通过改变曲轴箱内的压力而变化，从而改变活塞的冲程，以便改 变制冷剂排放容量。用于可变容积式压缩机的控制阀对曲轴箱中的压力 变化进行控制。
通常，用于可变地控制压缩机的排放容量的控制阀使得以排放压力 Pd从排放腔室排出的一部分制冷剂减压，以便将减压的制冷剂引入曲轴 箱中，并通过控制这样引入的制冷剂量来控制曲轴箱中的压力Pc(曲柄 压力)。例如，通过向设置在控制阀中的螺线管(用于控制该控制阀中的 阀元件的致动)供给外部电流，更具体地通过基于抽吸腔室中的抽吸压 力Ps的方法，来实现对所引入制冷剂的量的控制。在该方法中，该控制 阀感测抽吸压力Ps，并控制以排放压力Pd从排放腔室引入曲轴箱内的制 冷剂的流速，从而将抽吸压力Ps保持在预定水平。在待开始可变容积式 操作时抽吸压力Ps的值会根据供给螺线管的电流量而自由设置。
不过，为了如上述根据抽吸压力Ps进行容积控制，必需活动地布置 一柔性部件，例如隔膜或波纹管，用于感测控制阀中的抽吸压力Ps，这 将使得控制阀的比例(scale)相对较大。
为了消除该不便之处，有时采用另一方法，该方法根据在排放压力 Pd和抽吸压力Ps之间的压力差(Pd-Ps)来进行控制(下文中，该控制 称为“Pd-Ps压力差控制”)。在该Pd-Ps压力差控制中，感测在排放压力 Pd和抽吸压力Ps之间的压力差(Pd-Ps)，并控制以排放压力Pd从排放 腔室引入曲轴箱内的制冷剂的流速，从而使压力差(Pd-Ps)保持在预定 水平。用于该控制方法的控制阀设置成这样，即，使得用于接收排放压 力Pd的中间体(intermediate)(该中间体例如包括阀元件和活塞杆) 的有效压力接收面积、与用于接收抽吸压力Ps的中间体的有效压力接收 面积彼此相等，从而抵销施加在中间体上的曲柄压力Pc。通过该结构， 不管曲柄压力Pc如何，控制阀的阀部分都通过在排放压力Pd和抽吸压 力Ps之间的压力差(Pd-Ps)来进行打开/关闭操作(例如，参见日本未 审专利公报(特开)No.2003-328936，第[0040]段至[0045]段，图3)。
根据用于上述控制方法的控制阀，排放压力Pd和抽吸压力Ps由用 于感测它们之间的压力差的阀元件直接接收，因此可以省略上述柔性部 件。具体地，由于排放压力Pd被直接感测，因此可以按照实际情况反应 可变容积式压缩机的压力变化，因此可良好响应地实现容积控制。
如上所述，首先，不管曲柄压力Pc如何，都根据施加在螺线管上的 电流值来进行Pd-Ps压力差控制，从而将排放压力Pd和抽吸压力Ps之 间的压力差(Pd-Ps)保持在预定水平。不过，实际上，曲柄压力Pc通 过增加压力差(Pd-Ps)而增加，可逆地，压力差(Pd-Ps)也将以在一 定程度上受到曲柄压力Pc等变化的影响的方式而变化。更具体地说，当 曲柄压力Pc增加时，压力差(Pd-Ps)例如以很小的斜率增加。
尽管当只考虑控制阀的特征时该现象可能并不理想，但是当考虑到 Pd-Ps压力差控制和可变容积式压缩机的控制之间的匹配时将并不总是 如此。更具体地，当压力差(Pd-Ps)响应于供给螺线管的电流值的变化 而立即升高至一固定值时，阀部分立即打开，这加强了可变容积式压缩 机的旋转斜盘的响应，不过有时在容积控制时会引起振荡或过调。这使 得很难稳定地进行容积控制。另一方面，当压力差(Pd-Ps)缓慢升高时， 旋转斜盘的响应变差。而且，即使对于相同的电流值，待控制的压力差 (Pd-Ps)的值也随着曲柄压力Pc的值而变化。这有时会导致容积控制 的滞后，因此对于可变容积式压缩机的控制来讲并不是优选的。因此， 优选的是使得压力差(Pd-Ps)根据电流值以合适的响应(斜率)升高。 例如，当可变容积式压缩机的旋转斜盘很难运动时，需要增大响应，以 便改善旋转斜盘的运动，而当旋转斜盘特别容易运动时，需要降低响应， 以便稳定旋转斜盘的运动。
为此，通常例如通过根据控制阀所需的特征来改变用于沿其运动方 向推动阀元件的弹簧的特征，或者改变螺线管的吸引力特征，来调节曲 柄压力Pc对压力差(Pd-Ps)变化的影响程度(斜率)。不过，当弹簧的 特征或螺线管的吸引力特征如上述变化时，压力差特征(即，在供给螺 线管的电流值和压力差(Pd-Ps)之间的关系)也能够变化，这使得很难进 行总体调节操作。

本发明是考虑到上述问题而作出的，并且本发明的目的是提供一种 用于可变容积式压缩机的控制阀，该控制阀基于Pd-Ps压力差控制方法， 该控制阀能够容易地将关于曲柄压力对在排放压力和抽吸压力之间的压 力差变化的影响程度的特征曲线设置为期望的特征曲线。
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，该控制阀安装在该可变容积式压缩机中，用于控制该压缩机的曲 轴箱中的压力，从而改变制冷剂的排放容量，其包括：本体，其具有用 于引入压缩机的排放压力的排放压力口、用于将在控制阀中产生的曲柄 压力传递给曲轴箱的曲柄压力口、以及用于引入抽吸压力的抽吸压力口， 且该排放压力口、曲柄压力口和抽吸压力口从该本体的一端开始顺序布 置；阀元件，其朝向设置在排放压力口和曲柄压力口之间的阀座运动和 离开该阀座运动，用于通过形成在阀元件和阀座之间的节流通道来降低 从排放压力口引入的排放压力，以产生曲柄压力；轴，其沿阀打开或阀 关闭的方向支承阀元件，并能够与阀元件配合地操作；以及螺线管，其 与所述本体的与排放压力口相反的一端连接，并包括芯部、柱塞和螺线 管线圈，该柱塞能够通过所述轴而与阀元件制成一体，而该螺线管线圈 用于通电以便产生包括柱塞和芯部的磁路，其中，通过调节在中间体的 用于接收排放压力的有效压力接收面积和中间体的用于接收抽吸压力的 有效压力接收面积之间的差值，来调节曲柄压力对在排放压力和抽吸压 力之间的压力差变化的影响程度，该中间体通过将阀元件和轴彼此制成 一体而形成。
应当注意的是，这里介绍了特征“柱塞能够通过所述轴而与阀元件 制成一体”，该柱塞并不必须直接与该轴连接，而是可以通过与该轴分开 形成的插入物体与轴连接。
通过下面结合附图的说明，将清楚本发明的上述和其它目的、特征 和优点，该附图以示例的方式示出了本发明的优选实施例。

图1是表示根据本发明实施例的、用于可变容积式压缩机的控制阀 的结构的剖视图。
图2是图1的控制阀的上部的局部放大剖视图。
图3A至3C是用于解释用于可变容积式压缩机的控制阀的压力差·曲 柄压力特征的曲线图。

下面将参考附图详细介绍本发明的实施例。
图1是表示根据本实施例的、用于可变容积压缩机的控制阀的结构 的剖视图，而图2是图1的控制阀的上部的局部放大剖视图。
首先参考图1，该控制阀引入从未示出的可变容积式压缩机中排出 的部分制冷剂，并允许所引入的制冷剂流入曲轴箱内，同时控制其流速。 通过将阀形成部分1和螺线管2装配成一体而形成该控制阀，该阀形成 部分1包含用于调节制冷剂流速的阀部分，而该螺线管2用于控制该阀 部分的阀升程。
阀形成部分1具有：台阶形中空的柱形上部体3，其具有开口上端， 在该开口上端中限定了与压缩机的排放腔室连通的排放压力口4，用于接 收排放压力Pd；以及过滤器5，其以覆盖上部体3的开口上端的方式盖 在上部体3上。排放压力口4与在上部体3的中心部分的侧部中开口的 曲柄压力口6连通。该曲柄压力口6与压缩机的曲轴箱连通，用于将所 控制的压力(曲柄压力)Pc传递给曲轴箱。而且，抽吸压力口7在上部 体3的下部的侧部中开口，用于与压缩机的抽吸腔室连通以便引入抽吸 压力Ps，并且与抽吸压力口7连接的制冷剂通道使其在上部体3内的方 向变为向下，以便开口于上部体3的下端面中。
曲轴箱连通腔室8形成于上部体3的上部中并在排放压力口4和曲 柄压力口6之间，并且其充满曲柄压力Pc。在上部体3的下部中心形成 有引导孔9，该引导孔9穿过上部体3的下部中心轴向延伸，用于使轴(后 面将介绍)插入其中，以便引导该轴。引导孔9通过在其上端的开口而 与曲柄连通腔室8连通。
具有台阶形中空的柱形形状的阀座形成部件10，以插入曲轴箱连通 腔室8中的方式布置在上部体3的顶部中。
如图2所示，阀座形成部件10的上端外周压配在上部体3的开口上 端中，且阀座形成部件10的下部穿过曲轴箱连通腔室8而向下延伸，且 直径由于台阶而减小。该直径减小部分具有根部，该根部形成有连通孔 11，用于将阀座形成部件10的内部和外部之间连通。而且，阀座形成部 件10的内部中间部分形成有阀孔12，这样，在排放腔室侧上的空间和在 曲轴箱侧上的空间彼此连通，且在曲轴箱侧上的阀孔12的开口边缘形成 阀座13。
阀元件14以可前后轴向运动的方式布置在阀座形成部件10的下部 开口中。阀元件14包括：保持件15，其可沿阀座形成部件10的内壁滑 动；以及球16，其压配在保持件15的上端中心部分中。保持件15的上 部外周的直径减小，且弹簧17装配在该直径减小部分上。弹簧17插设 在阀座形成部件10和保持件15之间，用于沿离开阀座13的方向推压球 16。而且，保持件15的侧部形成有连通孔15a，该连通孔15a用于将保 持件15的内部和外部之间连通。球16与保持件15配合地操作，这样， 其能座靠在阀座13上。从排放压力口4引入的排放压力Pd由于通过在 球16和阀座13之间的节流通道而被减压，从而产生曲柄压力Pc。
再参考图1，轴18以可前后轴向运动的方式插入上部体3的引导孔 9内。轴18的一端延伸穿过保持件15，以便抵靠该球16，且另一端从上 部体3向下延伸。
如上所述，由于轴18并不是通过保持件15而是通过球16抵靠阀元 件14，该球16布置在保持件15的前方，轴18穿过该保持件15延伸， 因此，阀元件14根据平衡玩具的原理而起作用。结果，抑制了阀元件14 的横向运动，并因此使得阀元件14能够以其中横向负载减小的稳定状态 前后轴向运动。而且，由于通过阀元件14的轴向运动而在阀元件14上 产生的横向负载减小，因此控制阀的打开和关闭特征的迟滞降低，抑制 了阀元件14的横向位移。因此，能够使阀元件14完全关闭。
下部体19的上部开口端通过敛缝而与上部体3的底部接合，且螺线 管2的芯部20螺纹连接在上部体3的下端上。芯部20具有穿过其而轴 向形成的中心孔21，且芯部20的上部形成有：从外周延伸以与中心孔 21连通的连通孔22；以及开口于芯部20的上端的连通孔23，且该连通 孔23的一端与制冷剂通道(其与抽吸压力口7相连)连通，而其另一端 与连通孔22连通。通过该结构，抽吸压力Ps由轴18的端部接收。
套筒24布置在下部体19内。盖子形式的止动件25装配在套筒24 的下部开口中，如图1所示，且环形支承部件26压配在止动件25的内 周中。而且，螺纹连接在上部体3上的芯部20和柱塞27布置在套筒24 中。柱塞27刚性地固定在轴28上，该轴28的一端延伸穿过芯部20进 入上部体3下端的开口中，以便支承在该处，其另一端由支承部件26支 承。柱塞27朝着轴18的运动由装配在轴28上的止动环29限制。这使 得柱塞27可在不与套筒24接触的情况下前后轴向运动。而且，弹簧30 插设在芯部20和柱塞27之间，并且弹簧31插设在柱塞27和支承部件 26之间。
沿套筒24的外周布置有轭32、螺线管线圈33以及包围该轭32以及 螺线管线圈33的壳体34，它们与芯部20和柱塞27一起构成了螺线管2。 把手36(线束35穿过该把手36插入)装配在壳体34的底部中，以封闭 螺线管2的下端。
下面将结合可变容积式压缩机的操作，来介绍用于可变容积式压缩 机的控制阀的操作。
在该控制阀中，从排放腔室引入的制冷剂的排放压力Pd从上面作用 在球16上，如图1所示。另一方面，通过抽吸压力口7和连通孔23、22 而从抽吸腔室引入中心开口21中的抽吸压力Ps，通过在上部体3和轴 28之间的间隙而从下面作用在与球16相抵靠的轴18上，如图1所示。 因此，如果轴18的直径(即，引导孔9的直径)与阀孔12的直径彼此 相等，则球16的用于接收排放压力Pd的有效压力接收面积和轴18的用 于接收抽吸压力Ps的有效压力接收面积彼此相等。因此，施加在通过使 阀元件14和轴18彼此制成一体而形成的中间体上的曲柄压力Pc将抵消， 且用于控制从排放腔室流入曲轴箱内的制冷剂流速的球16形成压力差 阀，其通过感测在排放压力Pd和抽吸压力Ps之间的压力差来操作。不 过，在本实施例中，在上述有效压力接收面积之间的差值例如通过只增 加它们中的一个来调节，从而调节关于曲柄压力对排放压力和抽吸压力 之间的压力差变化的影响程度的特征曲线(压力差·曲柄压力特征曲线)， 从而使它们变成希望的特征曲线。下面将介绍这种调节。
在用于可变容积式压缩机的控制阀中，当并不向螺线管2的螺线管 线圈33供应控制电流时，排放压力Pd推动打开球16，以使球16处于完 全打开状态。结果，在该压缩机中，曲柄压力Pc变得更接近排放压力Pd， 从而在施加于各活塞(该活塞以面对曲轴箱的方式布置，用于抽吸和压 缩制冷剂)的相对端上的相应压力之间的差值变得最小。这使得曲轴箱 中的用于确定活塞冲程的旋转斜盘具有使得冲程最小的倾斜角，从而使 得压缩机以最小排量或容积来工作。
而且，当向螺线管2的螺线管线圈33供应最大控制电流时，柱塞27 受到芯部20的吸引而向上运动，如图1所示，从而轴28和18被向上推 动，如图1所示，以使球16处于完全关闭状态。这时，制冷剂能够通过 未示出的固定孔而从曲轴箱(该曲轴箱通过该固定孔而与抽吸腔室连通) 流入抽吸腔室中，从而使曲柄压力Pc减小至接近抽吸腔室中的抽吸压力 Ps的值。这使得施加在各活塞的相对端上的压力之间的差值最大，从而 使旋转斜盘具有使得活塞冲程最大的倾斜角度，由此压缩机转变成以最 大容积工作。
这时，当进行正常控制以向螺线管2的螺线管线圈33供应预定控制 电流时，柱塞27根据控制电流的大小而被芯部20吸引，该芯部20产生 用于使柱塞27向上运动的预定量的力，如图1所示。该力作为控制阀的 设定值而作用，该控制阀作为差压阀操作。因此，该控制阀感测在排放 压力Pd和抽吸压力Ps之间的压力差，并控制从排放腔室流入曲轴箱中 的制冷剂的流速，从而，将压力差保持在与由螺线管2设定的设定值相 对应的值。
下面将介绍调节用于可变容积式压缩机的上述控制阀的压力差·曲 柄压力特征曲线的方法。
在本实施例中，将该控制阀构造成可通过调节在中间体(该中间体 通过使阀元件14和轴18彼此制成一体而形成)的排放压力侧上的有效 压力接收面积A和中间体的抽吸压力侧的有效压力接收面积B之间的差 值而获得希望的压力差·曲柄压力特征曲线，如图2所示。应当知道， 在排放压力侧上的有效压力接收面积A可通过调节阀孔12的直径来调 节，而在抽吸压力侧的有效压力接收面积B可通过调节轴18的直径(即， 引导孔9的直径)来调节。图3A至图3C是用于解释控制阀的压力差·曲 柄压力特征曲线的曲线图，其中，图3A表示当有效压力接收面积A和有 效压力接收面积B彼此相等时的情况，图3B表示当有效压力接收面积A 小于有效压力接收面积B时的情况，而图3C表示当有效压力接收面积A 大于有效压力接收面积B时的情况。
参考图3A，当在排放压力侧上的有效压力接收面积A和在抽吸压力 侧上的有效压力接收面积B彼此相等时，即使当供应给螺线管的电流值 固定时，在排放压力Pd和抽吸压力Ps之间的压力差(Pd-Ps)也能在曲 柄压力Pc的影响下稍微变化。压力差(Pd-Ps)随着供应给螺线管2的 电流的幅度值(Isol)而变化。
更具体地，在排放压力侧的有效压力接收面积A和在抽吸压力侧的 有效压力接收面积B彼此相等，这样，首先曲柄压力Pc将被抵消，且压 力差(Pd-Ps)将为预定值，而不管曲柄压力Pc如何，但是实际上，很 难完全消除曲柄压力Pc的影响，并且在特征曲线中表现为有稍微斜度， 如图3A所示。
参考图3B，当将有效压力接收面积A设定为小于有效压力接收面积 B时，曲柄压力Pc在中间体(该中间体通过使阀元件14和轴18彼此制 成一体而形成)上的作用平衡将失去，且沿阀打开方向的曲柄压力Pc作 用程度变大。这使得阀部分更易于打开。结果，压力差(Pd-Ps)快速升 高，且与有效压力接收面积A和有效压力接收面积B彼此相等时相比， 曲柄压力Pc的影响更小，这提高了压缩机的旋转斜盘的响应。
参考图3C，当将有效压力接收面积A设定为大于有效压力接收面积 B时，曲柄压力Pc在中间体(该中间体通过使阀元件14和轴18彼此制 成一体而形成)上的作用平衡将失去，且沿阀关闭方向的曲柄压力Pc的 作用程度变大。这使得阀部分更难打开。结果，压力差(Pd-Ps)缓慢升 高，且与有效压力接收面积A和有效压力接收面积B彼此相等时相比， 曲柄压力Pc的影响更大，这降低了压缩机的旋转斜盘的响应。
如上所述，通过调节在有效压力接收面积A和有效压力接收面积B 之间的差值，可以改变控制阀的压力差·曲柄压力特征曲线。因此，例 如当与普通控制阀的特征曲线相比希望特别提高压缩机的旋转斜盘的响 应时，只需要将控制阀构造成使得有效压力接收面积A小于有效压力接 收面积B。相反，当与普通控制阀的特征曲线相比较希望降低旋转斜盘的 响应时，只需要将控制阀构造成使得有效压力接收面积A大于有效压力 接收面积B。
如上所述，在根据本发明的控制阀中，根据需要来调节在中间体(通 过使阀元件14和轴18彼此制成一体而形成)的排放压力侧上的有效压 力接收面积A和中间体的抽吸压力侧上的有效压力接收面积B之间的差 值。这使得可以根据控制阀的规格来获得希望的压力差·曲柄压力特征 曲线。有效压力接收面积的变化几乎不会对电流·压力差特征曲线(即， 在供应给螺线管2的电流值与在排放压力Pd和抽吸压力Ps之间的压力 差之间的关系)产生影响，因此可以容易地改变有效压力接收面积。
根据本发明的控制阀，可以通过调节在中间体(通过使阀元件和轴 彼此制成一体而形成)的排放压力侧上的有效压力接收面积和中间体的 抽吸压力侧上的有效压力接收面积之间的差值，来获得期望的压力差·曲 柄压力特征曲线(关于曲柄压力对在排放压力和抽吸压力之间的压力差 变化的影响程度的特征曲线)。由于有效压力接收面积的变化几乎不会对 电流·压力差特征曲线(即，在供应给螺线管的电流值与在排放压力和 抽吸压力之间的压力差之间的关系)产生影响，因此可以容易地获得期 望的压力差·曲柄压力特征曲线。
前述说明只是介绍本发明的原理。而且，由于本领域技术人员将容 易地知道多种变化和改变，因此本发明并不限于所示和所述的确切的结 构和应用，因此，可以认为所有的适当修改和等价物都将落在由所附权 利要求及其等价物限定的本发明范围内。