專利名稱：變容式壓縮機的控制閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種變容式壓縮機的控制閥，更具體地說，本發(fā)明涉及一種在汽車空調的變容式壓縮機中用于控制制冷劑排量的控制閥。
背景技術：
用于汽車空調制冷循環(huán)的壓縮機由發(fā)動機驅動，發(fā)動機的轉速根據汽車的運動狀態(tài)而發(fā)生變化，因此不能控制轉速。出于該原因，通常，采用可改變制冷劑排量的變容式壓縮機，以便在不受發(fā)動機轉速限制的情況下獲得足夠的制冷能力。
在變容式壓縮機中，通常，設置在氣密曲柄腔內的從而其傾斜角度可變的擺動板通過轉軸旋轉來驅動以進行擺動運動，擺動板的擺動運動使活塞沿平行于轉軸的方向往復運動，并將制冷劑從吸入腔抽入到相連的缸中，壓縮制冷劑，然后將制冷劑排泄到排泄腔(discharge chamber)中。在此過程中，通過改變曲柄腔中的壓力就可改變擺動板的傾斜角度，從而改變制冷劑排量。變容式壓縮機的控制閥可控制曲柄腔中的壓力變化。
通常，可變地控制壓縮機排量的變容式壓縮機控制閥工作中將從排泄腔排出并具有排泄壓力Pd的部分制冷劑導入到氣密的曲柄腔中，從而通過控制所導入的制冷劑量來控制曲柄腔中的壓力Pc，且根據吸入腔中的吸入壓力Ps來進行這種控制。也就是，變容式壓縮機控制閥感測吸入壓力Ps，并在排泄壓力Pd下控制從排泄腔進入曲柄腔的制冷劑流量，從而將吸入壓力Ps保持在恒定的值。
為此，變容式壓縮機控制閥裝有用于感測吸入壓力Ps的感壓部分和用于使從吸入腔通向曲柄腔的通道根據感壓部分所感測的吸入壓力Ps而進行開啟和關閉的閥部分。另外，一種可在變容操作開始時在外部自由地設定假定的吸入壓力Ps值的變容式壓縮機控制閥裝有螺線管，該螺線管可通過外部電流來對感壓部分進行設定。
另外，可從外部進行控制的普通變容式壓縮機控制閥包括一種用于控制變容式壓縮機的類型，其中該變容式壓縮機的結構為在發(fā)動機和安裝擺動板的轉軸之間不設置電磁離合器而將發(fā)動機直接與壓縮機的轉軸相連，以便于進行和阻止發(fā)動機驅動力的傳遞(參見日本待審專利申請公開文件2000-110731(第0010和0044段以及圖1))。
該控制閥包括使連通排泄腔和曲柄腔的通道開啟和關閉的閥部分、用于產生電磁力使閥部分朝關閉方向工作的螺線管以及用于當吸入壓力Ps低于大氣壓力時使閥部分朝開啟方向工作的感壓部分，且它們按照該順序進行布置。因此，當螺線管不受激勵時，閥部分處于完全開啟狀態(tài)，因此曲柄腔內的壓力Pc就可保持在接近于排泄壓力Pd的壓力上。這使得擺動板基本上與轉軸垂直，并使變容式壓縮機以最小排量進行工作。因此，即使在發(fā)動機直接與轉軸相連時，制冷劑排量也基本上可減小到接近于0，這就使其可取消電磁離合器。
但是，用于控制取消了電磁離合器的變容式壓縮機的普通控制閥的結構制成使感壓部分和閥部分安裝有設置在它們之間的螺線管，且吸入壓力Ps通過螺線管進入比較吸入壓力Ps和大氣壓力的感壓部分。這需要螺線管整個容納在壓力腔內，因此，螺線管的部件設計時需要考慮可抵抗壓力。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是著眼于這些方面而提出的，其目的是提供一種變容式壓縮機控制閥，該控制閥可不采用電磁離合器而將變容式壓縮機控制到最小排量，并可構造成使螺線管不容納在壓力腔中。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種變容式壓縮機控制閥，其用于控制氣密曲柄腔中的壓力以改變制冷劑排量，其特征在于螺線管的柱塞被分成第一柱塞和第二柱塞，且一個感壓元件設置在第一柱塞和第二柱塞之間，用于感測吸入腔中的吸入壓力。
本發(fā)明上述的和其它的目的、特征和優(yōu)點可通過下面結合附圖所進行的描述中清楚地得出，附圖以示例方式示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。


圖1是本發(fā)明第一實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。
圖2是變容式壓縮機處于啟動狀態(tài)時變容式壓縮機控制閥的中部縱向橫截面圖。
圖3是變容式壓縮機處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時變容式壓縮機控制閥的中部縱向橫截面圖。
圖4是本發(fā)明第二實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。
圖5是本發(fā)明第三實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。
圖6是本發(fā)明第四實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。
圖7是本發(fā)明第五實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。
圖8是本發(fā)明第六實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。
圖9是本發(fā)明第七實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。
圖10是本發(fā)明第八實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。
圖11是本發(fā)明第九實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。
圖12是本發(fā)明第十實施例的變容式壓縮機控制閥的閥部分的局部放大中部縱向橫截面圖。
圖13是本發(fā)明第十一實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細描述。
圖1是本發(fā)明第一實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。
變容式壓縮機的控制閥包括位于圖中上部位置的閥部分。在閥部分中，位于本體11頂部的開口形成與變容式壓縮機的排泄腔相通并承受排泄壓力Pd的口12，濾凈器13設置在口12上。承受排泄壓力Pd的口12與口14內部相通，該口14與變容式壓縮機的曲柄腔相通并形成于本體11中以便將控制壓力Pc導出到曲柄腔中，閥座15作為本體11的一個整體部件形成于連通口12和14的制冷劑通道中。與閥座的承受排泄壓力Pd的一側相反，閥元件16設置成可軸向移動。彈簧17沿閥的關閉方向推頂閥元件16，通過旋入口12中的調整螺釘18來調節(jié)彈簧17的載荷。如圖所示，在本體11的下方設有與變容式壓縮機的吸入腔相通并承受吸入壓力Ps的口19。
中空圓筒形元件20設置在本體11的下端，第一柱塞21可軸向移動地設置在中空圓筒形元件20內。第一柱塞21具有導向件22，該導向件22由例如聚四氟乙烯制成且具有較低的滑動阻力，并沿其周邊安裝配合在圖的下部位置。導向件22的外周邊表面與中空圓筒形元件20的內壁滑動接觸，當第一柱塞21沿軸向運動時，導向件22可引導第一柱塞21，同時使第一柱塞21與中空圓筒形元件20的內壁保持預定的距離。應當注意，導向件22并不是沿第一柱塞21的整個圓周面進行設置的，它具有一個切口部分，因此允許吸入壓力Ps進入形成于第一柱塞21的下端側的空間中。
第一柱塞21具有法蘭23，法蘭23壓配合在第一柱塞21的上端，且彈簧24設置在法蘭23和中空圓筒形元件20的上端面之間。軸25可軸向移動地設置在本體11內，且軸25和本體11之間基本上不存在間隙，軸25的下端在第一柱塞21的上部軸向位置處以壓配合的方式固定在第一柱塞21上。因此，軸25和導向件22將第一柱塞21定位在本體11的軸線上。軸25的上端延伸穿過一閥孔并與閥元件16相接觸。
向圖上方推頂第一柱塞21的彈簧24被構造成比沿閥關閉方向推閥元件16的彈簧17具有更大的彈簧力。因此，當螺線管不受激勵時，第一柱塞21與同口19連通的腔的頂部相貼合，且與軸25接觸的閥元件16處于完全開啟位置。
在第一柱塞21的下方設有構成感壓部件的膜片26。膜片26的外周邊夾在中空圓筒形元件20和螺線管的外殼27之間，并由密封墊28密封。中空圓筒形元件20和螺線管外殼27對膜片26的夾持通過將圖中所示的外殼27的上端邊緣擠壓到圖中所示的本體11的下端同時使中空圓筒形元件20保持在其中而實現。因此，形成變容式壓縮機控制閥的壓力腔的部件一直延伸到由膜片26隔開的部分，且低于該部分的部件承受大氣壓力。應當注意，膜片26由例如一片聚酰亞胺膜構成。但是，根據需要可采用多片，將一片疊置在另一片上，這樣就可提高抵抗第一柱塞21反復撞擊而產生破裂的能力。
磁鐵線圈29設置在外殼27內，磁鐵線圈29內設有套管30。套管30具有插入到其下部并固定的鐵芯31。鐵芯31和膜片26之間設有第二柱塞32，第二柱塞32可在套管30內沿軸向移動。沿第二柱塞32軸線設置的軸33的上端以壓配合的方式固定在第二柱塞32上，軸33的下端由設置在用于封閉外殼27開口端的頭部(knob)34內的軸承35支承。彈簧36設置在第二柱塞32和鐵芯31之間，其朝向膜片26推頂第二柱塞32。
本體11在口12和口14之間的位置上具有安裝配合在其周邊上的O形圈37，其中通過口12可引入排泄壓力Pd，而壓力Pc可通過口14導出而進入曲柄腔，且本體11在口14和口19之間的位置上具有安裝配合在其周邊上的O形圈38，其中壓力Pc可通過口14導出，而吸入壓力Ps可通過口19引入。圖中所示的外殼27的下端具有安裝配合在其周邊上的O形圈39，用于將吸入壓力Ps與大氣壓力切斷。另外，通過導線40向磁鐵線圈29提供控制電流。
在上述結構中，中空圓筒形元件20、外殼27和頭部34由磁性材料制成，因而可用作螺線管磁路的磁軛，磁鐵線圈29所產生的磁力線延伸通過由外殼27、中空圓筒形元件20、第一柱塞21、第二柱塞32、鐵芯31和頭部34所形成的磁路。
圖示的變容式壓縮機控制閥處于螺線管不受激勵且吸入壓力Ps較高的狀態(tài)，也就是，空調處于不工作狀態(tài)。由于吸入壓力Ps較高，膜片26抵抗彈簧36的載荷向下移動，從而使第二柱塞32與鐵芯31相貼合。另外，如圖所示，彈簧24向上推頂第一柱塞21使其離開膜片26并因此而處于免受膜片26影響的狀態(tài)，其中吸入壓力Ps變化使膜片26產生運動。另外，第一柱塞21通過軸25向完全開啟位置推頂閥元件16。因此，在該狀態(tài)，即使變容式壓縮機的轉軸在發(fā)動機驅動下旋轉時，變容式壓縮機也以最小的排量進行工作。
圖2是變容式壓縮機處于啟動狀態(tài)時變容式壓縮機的控制閥的中部縱向橫截面圖，而圖3是變容式壓縮機處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時變容式壓縮機控制閥的中部縱向橫截面圖。
當最大控制電流供應到螺線管的磁鐵線圈29時，在變容式壓縮機已經啟動的情況下，如圖2所示，高的吸入壓力Ps向下壓第二柱塞32使其與鐵芯31相接觸，即使第二柱塞32被鐵芯31所吸引，它也仍保持在相同的位置上。因此，在此情況下，第二柱塞32和鐵芯31好象是一固定鐵芯一樣進行工作，因此，第二柱塞32吸引第一柱塞21使第一柱塞21通過膜片26附著到第二柱塞32上，從而將軸25向下拉。因此，彈簧17使閥元件16支承在閥座15上，從而完全關閉閥部分。這就切斷了從排泄腔延伸到曲柄腔的通道，從而變容式壓縮機迅速地轉換到以最大排量進行工作。
當變容式壓縮機繼續(xù)以最大排量進行工作使吸入壓力Ps足夠低時，膜片26感受到吸入壓力Ps并試圖向上移動，如圖所示。此時，如果供給磁鐵線圈29的控制電流根據空調的設定溫度而下降，如圖3所示，處于吸引狀態(tài)的第一柱塞21、膜片26和第二柱塞32一致向上運動到使吸入壓力Ps、彈簧17、24和36的載荷以及螺線管的吸引力相平衡的位置上。這就使得軸25向上推閥元件16，使其離開閥座15而定位到預定的閥升程位置。因此，具有排泄壓力Pd的制冷劑以被控制到與閥升程相對應的流量進入曲柄腔，從而變容式壓縮機就轉換到以對應于控制電流的排量進行工作。
當螺線管磁鐵線圈29中的控制電流恒定時，膜片26感受到吸入壓力Ps，從而控制閥部分的閥升程。例如，當增大制冷負載(refrigerating load)使吸入壓力Ps增大時，膜片26如圖所示向下運動，閥元件16也向下運動，從而減小了閥部分的閥升程，使變容式壓縮機沿排量增大的方向工作。另外，當制冷負載降低使吸入壓力Ps降低時，膜片26向上運動增大了閥部分的閥升程，從而使變容式壓縮機沿排量減小的方向工作。因此，變容式壓縮機進行工作使吸入壓力Ps保持恒定。
圖4是本發(fā)明第二實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖，與圖1所示部件相同或等效的部件用相同的標號表示，并不再詳細進行描述。
本發(fā)明第二實施例的變容式壓縮機控制閥與第一實施例控制閥的不同之處在于承受來自排泄腔的排泄壓力Pd的口12的位置和將控制壓力Pc導出而進入曲柄腔的口14的位置是顛倒的。
在變容式壓縮機控制閥中，閥元件16與感壓活塞41形成一體，排泄壓力Pd導入到連接閥元件16和感壓活塞41的直徑減小的部分中。感壓活塞41的外徑與形成閥座15的閥孔的內徑相等，因此，閥元件16的承壓面積和感壓活塞41的承壓面積是相等的。這就使得作用在閥元件16上使其向上運動的排泄壓力Pd的力被作用在感壓活塞41上使其向下運動的排泄壓力Pd的力抵消，因此可使螺線管和膜片26控制閥元件16不受較高排泄壓力Pd的影響。
感壓活塞41具有消除排泄壓力Pd影響的作用，并起到第一實施例變容式壓縮機控制閥中用于將螺線管和膜片26的運動傳遞給閥元件16的軸的作用。
柱塞被分成兩部分且膜片26設置在其間的結構以及螺線管的結構等其它特征與第一實施例的變容式壓縮機控制閥是相同的，因此其工作過程這里就不再進行描述了。
圖5是本發(fā)明第三實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖，與圖1所示部件相同或等效的部件用相同的標號表示，并不再詳細進行描述。
本發(fā)明第三實施例的變容式壓縮機控制閥與第一和第二實施例控制閥的不同之處在于該控制閥除了象第一和第二實施例控制閥所進行的對具有排泄壓力Pd的進入曲柄腔的制冷劑流量進行控制以外，還對具有壓力Pc的被允許從曲柄腔排泄到吸入腔的制冷劑的流量進行控制。
在該變容式壓縮機控制閥中，與曲柄腔相通的通道被分成兩部分。也就是，本體11具有口14a和口14b，其中通過口14a，控制壓力Pc1可導出而進入曲柄腔，而通過口14b，壓力Pc2可從曲柄腔導入。這是因為形成了通道允許從排泄腔導入并由閥部分控制的制冷劑一經進入曲柄腔，然后從曲柄腔流入到吸入腔，從而使混合在制冷劑中用于潤滑壓縮機的潤滑油必定流動通過曲柄腔。
打開口14b，其中制冷劑經過口14b從曲柄腔返回，經連通通道42進入與通向吸入腔的口19相通的空間內。通向該空間的開口的結構制成可通過第一柱塞21進行開啟和關閉。因此，但閥部分完全關閉時，曲柄腔和吸入腔之間的通道開啟，因而使被允許從曲柄腔流入到吸入腔的制冷劑的流量最大，從而可使壓縮機可迅速轉換成以最大排量進行工作，而閥部分完全開啟時，曲柄腔和吸入腔之間的通道關閉，因而使從排泄腔進入曲柄腔的制冷劑的流量最大，從而使壓縮機可迅速地轉換成以最小排量進行工作。
柱塞被分成第一柱塞21和第二柱塞32且膜片26設置在它們之間的結構以及螺線管結構等其它特征與第一實施例的變容式壓縮機控制閥是相同的，因此，該變容式壓縮機控制閥的工作過程與第一實施例的變容式壓縮機控制閥是相同的，這里就不再進行描述了。
圖6是本發(fā)明第四實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖，與圖1所示部件相同或等效的部件用相同的標號表示，并不再詳細進行描述。
本發(fā)明第四實施例的變容式壓縮機控制閥包括用于緩沖在螺線管受到激勵使第一柱塞21被吸引向第二柱塞32時所發(fā)生的第一柱塞21與膜片26之間的撞擊的緩沖裝置(shock-absorbing means)。具體地說，盤43設置在第一柱塞21和膜片26之間，彈簧44設置在第一柱塞21和盤43之間。該結構不僅具有使盤43與膜片26穩(wěn)定接觸的作用，而且具有與第一到第三實施例的變容式壓縮機控制閥的用于朝著閥部分來推頂第一柱塞21的彈簧24所起作用相同的作用。盤43由導向件22支承，導向件22形成在第一柱塞21的外周面上并相對于第一柱塞21的下端進一步向下延伸。
對于上述結構，彈簧44推壓盤43，從而使第二柱塞32、膜片26和盤43始終相互接觸并一起運動。當螺線管未受到激勵時，如圖所示，彈簧44使第一柱塞21和盤43相互分開。當螺線管受到激勵時，第一柱塞21被與其結合的盤43所吸引，并通過碰撞而附著到盤43上。碰撞力在被盤43緩沖之后傳遞到膜片26上，因此就減小了作用在膜片26上的沖擊。
柱塞被分成第一柱塞21和第二柱塞32且膜片26設置在它們之間的結構以及螺線管的結構等其它特征與第一實施例的變容式壓縮機控制閥是相同的，因此，該變容式壓縮機控制閥的工作過程與第一實施例的變容式壓縮機控制閥是相同的，這里就不再進行描述了。
圖7是本發(fā)明第五實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。在圖7中，與圖4所示部件相同或等效的部件用相同的標號表示，并不再詳細進行描述。
除了第二實施例的變容式壓縮機控制閥的結構以外，本發(fā)明第五實施例的變容式壓縮機控制閥還包括用于調整彈簧36的載荷的機構。具體地說，如圖所示，調整螺釘45在閥的下端旋入到頭部34中，且調整螺釘45所制成的形狀使得它以軸向可移動的方式支承軸33的下端。擋環(huán)46安裝配合在軸33的中部，彈簧保持器47被設置成擋環(huán)46可限制彈簧保持器47的向上移動。彈簧36設置在彈簧保持器47和調整螺釘45之間。通過這種結構，調節(jié)調整螺釘45旋入到頭部34中的旋入量就可調節(jié)彈簧36的載荷，從而調整變容式壓縮機控制閥的設定值。
圖8是本發(fā)明第六實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖，在圖8中，與圖6和圖7所示部件相同或等效的部件用相同的標號表示，并不再詳細進行描述。
本發(fā)明第六實施例的變容式壓縮機控制閥被構造成使套筒48可引導第一柱塞21和盤43沿軸向運動，套筒48以壓配合的方式固定在中空圓筒形元件20上，且第一柱塞21與感壓活塞41接觸，感壓活塞41與閥元件16形成一體。中空圓筒形元件20具有擴大的下部，如圖所示，從而在該下部和套筒48之間形成環(huán)形空間，連通孔49穿過其階梯部分，從而在用于導入吸入壓力Ps的口19與在膜片26上表面的上方空間之間進行連通。另外，如圖所示，螺線管的下端設有連接器50，用于與導線連接器相連。連接器50具有旋入到其中的調整螺釘45，用于調整彈簧36的載荷，且連接器50還設有連通孔51，用于將螺線管內部和大氣環(huán)境相連通。除了閥元件16具有錐形形狀以外，該控制閥的其它特征與第四實施例的變容式壓縮機控制閥相同，因此，這里就不再進行描述了。
圖9是本發(fā)明第七實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。在圖9中，與圖8所示部件相同或等效的部件用相同的標號表示，并不再詳細進行描述。
本發(fā)明第七實施例的變容式壓縮機控制閥與第六實施例的變容式壓縮機控制閥的不同之處在于采用另一種方法進行對中，而在第六實施例中，第一柱塞21和盤43的對中是通過固定在中空圓筒形元件20上的套筒48來實現的。也就是，第一柱塞21通過配合在與閥元件16形成一體的感壓活塞41上而實現對中，且盤43通過使形成于其一端面上并朝膜片26突出的凸部配合到在膜片26和第二柱塞32的中心部位形成的凹部中來實現對中。應當注意，通過將凹部設置在盤43上且將凸部設置在膜片26和第二柱塞32上也可取得同樣的效果。該控制閥結構的其它特征與圖8所示第六實施例的變容式壓縮機控制閥相同，因此，這里就不再進行描述了。
圖10是本發(fā)明第八實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖，在圖10中，與圖7和圖8所示部件相同或等效的部件用相同的標號表示，并不再詳細進行描述。
本發(fā)明第八實施例的變容式壓縮機控制閥與圖7所示的第五實施例變容式壓縮機控制閥的不同之處在于改變了第一柱塞21的形狀使得它可迅速與膜片26相接觸。
也就是，第一柱塞21由兩個圍繞其設置的C形導向件22以可軸向運動的方式進行夾持，且第一柱塞21與中空圓筒形元件20的內壁表面保持預定的距離，導向件22可與中空圓筒形元件20的內壁滑動接觸。因此，第一柱塞21就由中空圓筒形元件20保持，且在第一柱塞21和中空圓筒形元件20之間形成有相對較大的間隙。第一柱塞21的與膜片26相對的端面不是平的，而是制成中心及其附近區(qū)域是平的表面，且周圍部分呈漸進的錐形，或者制成使端面的橫截面呈具有較大半徑的弧形的形狀。
如果導向件22由具有可根據溫度或制冷劑類型而進行膨脹和收縮的特性的材料例如聚四氟乙烯制成，當螺線管受到激勵使第一柱塞21和第二柱塞32相互吸引時，導向件22有時使第一柱塞21傾斜，然后使其與膜片26接觸。在此情況下，第一柱塞21的與膜片26相對的端面就通過其錐形部分與膜片接觸，因此就可使閥元件16迅速關閉閥部分。這就避免了在第一柱塞21的與膜片相對的端面是平面的情況下所發(fā)生的兩步工作的情況，其中兩步工作是指第一柱塞21的平端面的周邊部分在吸引力作用下與膜片26相接觸，然后，第一柱塞21的平端面與膜片26接觸。這就可迅速關閉閥元件16，而且，由于不會發(fā)生第一柱塞21在兩步工作的第一步中被中斷停止的現象，因此，可準確地關閉閥元件16。
應當注意，除了第一柱塞21的與膜片26相對的端面為錐形形狀且第一柱塞21由兩個導向件22進行支承以外，該變容式壓縮機控制閥具有與圖7所示的第五實施例變容式壓縮機控制閥結構相同的結構，因此，這里就不再進行描述了。
圖11是本發(fā)明第九實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。在圖11中，與圖10所示部件相同或等效的部件用相同的標號表示，并不再詳細進行描述。
本發(fā)明第九實施例的變容式壓縮機控制閥與圖10所示的第八實施例的變容式壓縮機控制閥的不同之處在于采用波紋管(bellows)作為感壓元件來感受吸入壓力Ps。
也就是，波紋管52設置在第一柱塞21和第二柱塞32之間。波紋管52具有從其圖示的上端面沿徑向伸出的凸緣，該凸緣夾在中空圓筒形元件20和螺線管的外殼27之間并由密封墊28密封。波紋管52的下端面是封閉的并與第二柱塞32相接觸。第一柱塞21在其下部具有與其形成一體的柱形元件53，且柱形元件53定位在波紋管52的中空空間內。當螺線管不受激勵且彈簧24沿圖示向上的方向推第一柱塞21時，第一柱塞21的柱形元件53離開波紋管52。
應當注意，除了將波紋管52用作感壓元件以外，該變容式壓縮機控制閥具有與圖10所示的第八實施例變容式壓縮機控制閥結構相同的結構。因此，該實施例控制閥的工作過程與第八實施例的控制閥是相同的，這里就不再進行描述了。
圖12是本發(fā)明第十實施例的變容式壓縮機控制閥的閥部分的結構的局部放大中部縱向橫截面圖。在圖12中，與圖11所示部件相同或等效的部件用相同的標號表示，并不再詳細進行描述。
本發(fā)明第十實施例的變容式壓縮機控制閥的結構制成吸入壓力Ps無論在任何狀態(tài)下，都使承受的壓力與閥部分所承受的排泄壓力Pd不相平衡，從而可迅速地完全開啟閥。
也就是，在圖4、7-11所示的變容式壓縮機控制閥中，閥部分的這些口從螺線管側依次排列為用于吸入壓力Ps、排泄壓力Pd和曲柄腔壓力Pc的各個口，以避免各壓力中最大的排泄壓力Pd影響對閥元件16的控制。這通過使閥孔的內徑A與感壓活塞41的外徑B相等，從而使排泄壓力Pd沿圖中向上方向作用在閥元件16上的力被排泄壓力Pd沿圖中向下方向作用在感壓活塞41上的力抵消來實現。在該可抵消排泄壓力Pd的結構中，閥元件16通過曲柄腔壓力Pc與吸入壓力Ps之間的壓力差(Pc-Ps)來控制閥部分。
但是，由于壓力Pc高于吸入壓力Ps，因此，作用于閥元件16的壓力Pc與作用于感壓活塞41的吸入壓力Ps之間的壓力差(Pc-Ps)沿自關閉方向將載荷作用于閥元件16和感壓活塞41。因此，當停止向螺線管供電而完全打開閥部分時，沿閥開啟方向推頂第一柱塞21的彈簧24擠壓感壓活塞41使閥元件16離開閥座15。但是，當壓力差(Pc-Ps)增大時，自關閉方向的載荷也增大，使閥部分難于開啟，且在有些情況下，會發(fā)生閥部分不能開啟的現象。特別是，在變容式壓縮機省去電磁離合器的情況下，無論吸入壓力Ps處于什么壓力狀態(tài)下，當停止向螺線管供電時，必須強行完全打開控制閥以使壓縮機的排量最小。
為此，在該變容式壓縮機控制閥中，使閥孔的內徑A大于感壓活塞41的外徑B大約3％，從而使閥元件16的承壓面積大于感壓活塞41的感壓面積，因而在閥開啟方向擺脫了相對于排泄壓力Pd的承壓平衡。這使得即使在壓力差(Pc-Ps)增大時，沿自關閉方向的載荷也較小，從而在停止向螺線管供電時，彈簧24的推力可穩(wěn)定地完全打開閥部分。
圖13是本發(fā)明第十一實施例的變容式壓縮機控制閥結構的中部縱向橫截面圖。在圖13中，與圖5和圖10所示部件相同或等效的部件用相同的標號表示，并不再詳細進行描述。
本發(fā)明第十一實施例的變容式壓縮機控制閥的結構制成，除了象圖10所示第八實施例的變容式壓縮機控制閥那樣可對進入曲柄腔的制冷劑流量進行控制同時抵消進入曲柄腔的制冷劑的排泄壓力Pd以外，該控制閥還對具有壓力Pc的被允許離開曲柄腔而進入吸入腔的制冷劑的流量進行控制。
也就是，本體11設有用于將制冷劑導出并進入曲柄腔的口14a和用于將制冷劑從曲柄腔導入的口14b，且該口14b通過與感壓活塞41同軸的制冷劑通道54與容納第一柱塞21的空間相通。感壓活塞41位于螺線管一側的端部具有與其形成一體的閥元件55，且閥元件55具有與第一柱塞21相接觸的端面。閥元件55具有滑閥的閥元件結構。當閥元件16提升離開閥座15時，閥元件55關閉制冷劑通道54并將從曲柄腔流向吸入腔的制冷劑的流動切斷，從而當閥元件16支承在閥座15上時，閥元件55打開制冷劑通道54并允許曲柄腔中的制冷劑通過口19進入吸入腔。這就可迅速地增大或降低曲柄腔中的壓力Pc，從而變容式壓縮機可迅速地轉換成以最小排量進行工作或以最大排量進行工作。
如上所述，根據本發(fā)明，螺線管的柱塞被分成兩個部分，感壓元件設置在它們之間用于感測吸入壓力，且其中一個分開的柱塞進行控制閥部分的閥開啟，以便控制曲柄腔中的壓力。這就使其可構成其范圍從閥部分到設置感壓元件的部分的這些部件且包括一個用于控制閥部分的閥提升操作的柱塞的部件，作為承壓部件，且螺線管的除了一個用于控制閥部分的閥提升操作的柱塞之外的部分可構成通向大氣壓力環(huán)境而不容納在壓力腔中的部件。
另外，當螺線管不受到激勵時，感壓元件運動并離開用于控制閥部分的閥提升操作的一個柱塞，從而感壓元件的運動不傳遞到閥部分，且同時，閥部分保持在完全開啟狀態(tài)。這使其可不用電磁離合器就將變容式壓縮機控制到最小排量。
前面的描述僅僅是為了說明本發(fā)明的原理。另外，對于本領域技術人員來說，可很容易地進行各種的修改和變型，因此，也并不希望將本發(fā)明限制到圖示和文字所描述的具體結構和應用場合中，所有適當的變型和等效替換都被認為落在本發(fā)明所附權利要求書和它們的等效實施方式范圍內。
權利要求
1.一種變容式壓縮機的控制閥，其用于控制氣密地形成的曲柄腔中的壓力以改變制冷劑排量，其特征在于螺線管的柱塞被分成第一柱塞和第二柱塞，且一個感壓元件設置在第一柱塞和第二柱塞之間，用于感測吸入腔中的吸入壓力。
2.根據權利要求1所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于第一柱塞設置在用于控制曲柄腔內的壓力的閥部分和感壓元件之間，并處于被推頂以使閥部分開啟的狀態(tài)，且當螺線管受到激勵時，第二柱塞通過感壓元件被吸向第一柱塞，從而形成一個整體部件，當螺線管被斷開激勵時，感壓元件所承受的吸入壓力沿著離開第一柱塞的方向推頂第二柱塞。
3.根據權利要求2所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于感壓元件是一個膜片。
4.根據權利要求3所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于膜片由聚酰亞胺膜制成。
5.根據權利要求4所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于該聚酰亞胺膜通過層疊多片聚酰亞胺膜而構成。
6.根據權利要求2所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于感壓元件是波紋管。
7.根據權利要求2所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于閥部分設置在分別與變容式壓縮機的排泄腔和曲柄腔連通的第一和第二口之間。
8.根據權利要求7所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于閥部分包括一個閥元件和一個軸，該閥元件設置成可從第一口的一側向著和遠離閥座來運動，該閥座形成于連通變容式壓縮機的排泄腔的第一口和連通曲柄腔的第二口之間的一個通道中，所述軸設置在閥元件和第一柱塞之間，用于將第一柱塞的運動傳遞給閥元件。
9.根據權利要求7所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于閥部分包括一個閥元件和一個感壓活塞，該閥元件設置成可從第二口的一側向著和遠離閥座而運動，該閥座形成于連通變容式壓縮機的排泄腔的第一口和連通曲柄腔的第二口之間的一個通道中，該感壓活塞與閥元件形成一體，感壓活塞的外徑與形成閥座的閥孔的內徑大致相等，且在與閥元件的承壓面積相等的一個承壓面積上，該感壓活塞從與閥元件承受排泄壓力的方向相反的一個方向承受來自排泄腔的排泄壓力，并在其上一個朝向螺線管的端面上承受吸入壓力，以便將第一柱塞的運動傳遞給閥元件。
10.根據權利要求1所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于在感壓元件和第一柱塞之間設置緩沖裝置。
11.根據權利要求10所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于緩沖裝置包括一個盤和一個彈簧，該盤位于感壓元件和第一柱塞之間，該彈簧恒定地推頂盤使盤與感壓元件相接觸。
12.根據權利要求11所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于第一柱塞和盤通過套筒進行對中。
13.根據權利要求11所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于第一柱塞通過固定到與閥部分的閥元件形成一體的感壓活塞上而實現對中，其中該閥部分控制著曲柄腔內的壓力，且第一柱塞被保持為在軸向上可移動的方式，該盤通過使形成在其與感壓元件相對的端面的中部的凸部或凹部與形成在感壓元件和第二柱塞的中部的凹部或凸部相配合來實現對中。
14.根據權利要求1所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于第一柱塞具有一個朝向控制曲柄腔內的壓力的閥部分的側部，其被固定到與閥部分的閥元件形成一體的感壓活塞上，且以可軸向運動的方式被保持，第一柱塞還具有一個朝向感壓元件的側部，該側部通過圍繞其設置的C形導向件被保持。
15.根據權利要求1所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于第一柱塞由圍繞其設置且相互沿軸向間隔開的兩個C形導向件以可軸向運動的方式進行夾持。
16.根據權利要求15所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于第一柱塞具有與感壓元件相接觸的表面，其形成錐形，從而具有一個與感壓元件相對的縮小的平面面積。
17.根據權利要求7所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于閥部分包括閥元件和感壓活塞，該閥元件設置成使其可從第二口的一側朝向和離開閥座來運動，該閥座形成于連通變容式壓縮機的排泄腔的第一口和連通曲柄腔的第二口之間的一個通道中，該感壓活塞與閥元件形成一體，該感壓活塞的外徑小于形成閥座的閥孔的內徑，且在小于閥元件的承壓面積的一個承壓面積上，該感壓活塞從與閥元件承受排泄壓力的方向相反的一個方向承受來自排泄腔的排泄壓力，并在其一個朝向螺線管的端面上承受吸入壓力，以便將第一柱塞的運動傳遞給閥元件。
18.根據權利要求2所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于閥部分包括一個閥元件和一個軸，所述閥元件設置在分別與變容式壓縮機的排泄腔和曲柄腔連通的第一口和第二口之間，以及分別與曲柄腔和吸入腔連通的第三口和第四口之間，從而使閥元件可從第一口的一側朝向和離開閥座來運動，該閥座形成于第一口和第二口之間的一個第一通道中，且所述軸設置在閥元件和第一柱塞之間，用于將第一柱塞的運動傳遞給閥元件，該第一柱塞可打開和關閉在第三口和第四口之間的第二通道。
19.根據權利要求2所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于閥部分包括一個第一閥元件、一個感壓活塞和一個第二閥元件，其中，所述第一閥元件設置在分別與變容式壓縮機的排泄腔和曲柄腔連通的第一口和第二口之間，以及分別與曲柄腔和吸入腔連通的第三口和第四口之間，從而使第一閥元件可從第二口的一側朝向和離開閥座來運動，該閥座形成于第一口和第二口之間的一個第一通道中，所述感壓活塞與第一閥元件形成一體，該感壓活塞的外徑大致等于形成閥座的閥孔的內徑，在與該閥元件的承壓面積相等的一個承壓面積上，感壓活塞從與該閥元件承受排泄壓力的方向相反的一個方向承受來自排泄腔的排泄壓力，所述第二閥元件與該感壓活塞形成一體，第二閥元件可打開和關閉位于第三口和第四口之間的第二通道，并在其一個朝向螺線管的端面上承受吸入壓力，以便將第一柱塞的運動傳遞給閥元件。
20.根據權利要求1所述的變容式壓縮機的控制閥，其特征在于螺線管包括一個彈簧和一個用于調節(jié)彈簧載荷的調整螺釘，該彈簧用于抵抗感壓元件所承受的吸入壓力朝向第一柱塞推頂第二柱塞。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種變容式壓縮機控制閥，該控制閥可不采用電磁離合器而將變容式壓縮機控制到最小排量，并可制成使螺線管不容納在壓力腔中。螺線管的柱塞由第一柱塞和第二柱塞構成，膜片設置在它們之間用于感測吸入壓力Ps，第一柱塞可通過軸控制閥元件，除了第一柱塞以外，螺線管的其它部件設置在承受大氣壓力的膜片的一側。另外，當螺線管不受激勵時，較高的吸入壓力Ps通過膜片將第二柱塞推向鐵芯，且彈簧使第一柱塞將閥元件推到完全開啟位置，從而將變容式壓縮機控制到最小排量。
文檔編號F04B49/02GK1497179SQ20031010170
公開日2004年5月19日 申請日期2003年10月21日 優(yōu)先權日2003年10月21日
發(fā)明者廣田久壽, 梶原盛光, 光 申請人:株式會社Tgk