专利名称：容量可变型压缩机用控制阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种容量可变型压缩机用控制阀，特别涉及一种用于在车载空调装置等中使用的斜板式容量可变型压缩机的容量控制阀。
背景技术：
用于斜板式容量可变型压缩机的容量控制阀，如特公平3-53474号公报、实公平6-17010号公报、特开平8-177735号公报所公开的容量控制阀已为人所知。
该容量控制阀基本上是在对应于内藏斜板的压缩机的曲轴室的压力上升而减少排出容量、对应于曲轴室压力降低而增大排出容量的容量可变型压缩机中，由阀体开闭连通压缩机的吸入口和曲轴室的连通路，控制相对曲轴室供给的压缩机的吸入压力的控制阀，上述阀体借助应动于压缩机的吸入压力的压力应动装置的开阀力与闭阀弹簧的弹簧力的平衡关系被驱动，而且，沿开阀方向作用压缩机的排出压力，对应于排出压力使上述阀体的开闭动作点偏移，进行与外气负荷(排出压力)相关的容量控制。
上述现有的容量控制阀虽然都是基本达到了预期的目的，但是，增加了零件的数量、组装工时数，而且在直接组装入压缩机壳体内的容量控制阀中，用于将吸入压力或排出压力导入容量控制阀的各部分的通路构造复杂，压缩机壳体中的配置位置的自由度被限制，由于这些问题，所以上述的容量控制阀不能充分满足预期要求。
作为压力应动装置有隔膜装置和波纹管装置等，这些压力应动装置所产生的驱动力需要作为轴向力作用于阀体，不然的话，会对阀体的移动产生扭撬，损害阀体开闭移动的圆滑性。因此，在现有技术的容量控制阀中，必须在阀体和压力应动装置之间设置弹簧或自动对中球，从而带来零件数量、组装工时的增加。
发明的概述本发明是着眼于上述的问题点而做成的，其目的是提供一种容量可变型压缩机用控制阀，该容量可变型压缩机用控制阀不需要特别的自动对中球等，构造简单，不增加零件数量和组装工时数，而且作为压缩机壳体组入式的构造也不会使通路构造复杂，压缩机壳体中的配置位置自由度优良。
为了达到上述目的，本发明的第一技术方案的容量可变型压缩机用控制阀包括阀壳体、球阀体、弹簧、压力应动装置、排出压力导入中空管体，该阀壳体具有连通压缩机的吸入口与曲轴室的连通路，该球阀体设在上述阀壳体内并用于开闭上述连通路，该弹簧将上述球阀体向闭阀方向弹压，该压力应动装置将上述球阀体作为自动对中球与上述球阀体直接地连接，通过受到压缩机的吸入压力而向开阀方向驱动上述球阀体，该排出压力导入中空管体可滑动地嵌合在上述阀壳体中，一端与上述球阀体接合，另一端具有压缩机的排出压力导入口，通过内部通路将压缩机的排出压力作为开阀方向的力作用在上述球阀体的背面上。
附图的简单说明
图1是表示组入了本发明的控制阀的容量可变型压缩机的一实施例的剖面图。
图2是表示本发明的容量可变型压缩用控制阀的第一实施例的剖面图。
图3是表示本发明的第一实施例的容量可变型压缩机用控制阀的排出压力-吸入压力特性的曲线图。
图4是表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀的第二实施例的剖面图。
图5是表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀的第三实施例的剖面图。
用于实施本发明的最佳实施例本发明的第一最佳实施例的容量可变型压缩用控制阀的具体构造首先，参照图1～图3对本发明的第一实施例的容量可变型压缩机用控制阀的构造进行说明。
如图1所示，斜板式容量可变型压缩机包括由压缩机壳体2划定的曲轴室3、以各自一方的行程端部与曲轴室3连通的多个液压缸室4。在各液压缸室4中自由滑动地沿轴线方向嵌合着活塞5，各活塞5的曲轴室3侧连接着活塞连杆6的一端。
压缩机壳体2可旋转地支承着驱动轴7，驱动轴7由挂设在皮带轮8上的未图示的驱动皮带与未图示的发动机驱动连接，由发动机旋转驱动。
驱动轴7，在曲轴室3内由公知的连接机构(图中省略)可变安装角度地以力矩传递关系连接着斜板9，斜板9的液压缸室4侧的板面上可传递轴向力地接合着活塞连杆6。
通过斜板9以倾斜状态由驱动轴7旋转驱动，各液压缸室4的活塞5以对应于斜板9的倾斜角度的行程往复运动，其倾斜角对应于曲轴室压力Pc和各液压缸室4的吸入压力(压缩机吸入压力)Ps的压差被自动调整。
这时，压缩机1通过与曲轴室压力Pc的上升对应地斜板9的倾斜角度减少、活塞5的行程减小而降低排出容量，通过与曲轴室压力Pc的降低对应地斜板9的倾斜角度增大、活塞5的行程增大而增大排出容量，通过曲轴室压力Pc成为与吸入压力Ps实质上相等的压力而成为全负荷运转。
在各液压缸室4上形成着吸入口14和排出口15，该吸入口14和排出口15具有分别由单向阀构成的吸入阀12、排出阀13，各液压缸4的吸入口14由吸入通路16与吸入连接口17连通，排出口15由排出通路18与排出连接口19连通，在吸入连接口17和排出连接口19上连接着包含蒸发器20、膨胀阀21、冷凝器22等的制冷循环用循环管路。
在压缩机壳体2上形成着由有底孔构成的控制阀接受孔23，该控制阀接受孔23内插入固定着本发明的控制阀30。
控制阀30具有插入在控制阀接受孔23内的圆柱状的阀壳体31。
如图2所示，在阀壳体31上形成着曲轴室侧通路32、吸入口侧通路33、阀室34，上述曲轴室侧通路32和吸入口侧通路33分别沿径向横穿阀壳体31的中间部地延伸，上述阀室34位于阀壳体31的内部即曲轴室侧通路32与吸入口侧通路33之间。另外，在阀壳体31的外周部形成着用于曲轴室侧通路32的环状周槽35和用于吸入口侧通路33的环状周槽36。
在阀室34中配置着球阀体37，球阀体37通过有选择地坐落在阀座部38上而进行曲轴室侧通路32与吸入口侧通路33的连通、隔断。
在阀壳体31的一端部(下端部)铆接着波纹管收容壳体39。
在波纹管收容壳体39内配置着作为压力应动装置的密闭构造的波纹管装置40。波纹管装置40由一端一体地具有端板43的折皱状的波纹管本体41和封闭波纹管本体41另一端的端板42构成，内部成为真空压力状态。
在波纹管本体41内的端板42和端板43之间设有压缩螺旋弹簧44(相当于权利要求中的弹簧)，该压缩螺旋弹簧44用于将波纹管装置40向伸长的方向(闭阀方向)弹压。另外，在波纹管本体41内的端板43侧设有压板构件45，由压板构件45的止挡面部45a和端板42的止挡面部42a的接触规定波纹管装置40的最大收缩量。
在波纹管收容壳体39中螺纹配合着调整螺丝构件46，调整螺丝构件46借助由配置在该调整螺丝构件46轴心部的球47与形成在端板42止挡面部42a的轴心部(波纹管中心)的球状凹部42b构成的球面连接构造保持着波纹管装置40的一端。即，波纹管装置40和波纹管收容壳体39通过调整螺丝构件46由球面连接构造球面连接着。
波纹管装置40以形成在端板43的轴心部(波纹管中心)的球面状凹部43a球面连接式地与球阀体37直接连接，波纹管装置40的伸缩作为轴向力传递球阀体37。
波纹管收纳壳体39与吸入口侧通路33连通，波纹管装置40对应于从吸入口侧通路33导入波纹管收纳壳体39内的吸入压力和波纹管内压的压差进行伸缩。
在阀壳体31的另一端部(上端部)形成着沿轴线方向贯通阀壳体31的中心部的嵌合孔48。在嵌合孔48中沿轴线方向可滑动地嵌合着排出压力导入中空管体49。排出压力导入中空管体49其一端(下端)由焊接等与球阀体37接合着。排出压力导入中空管体49的另一端侧(上端侧)处于嵌合孔48内，构成压缩机4的排出压力Pd的导入口49c。排出压力导入中空管体49在与球阀体37的接合部(下端部)扩径，排出压力导入中空管体49的外径尺寸Da和从排出压力导入中空管体49作用在球阀体37上的压力的受压面部37a的有效直径Db相等。
在排出压力导入中空管体49的扩径部49a和阀壳体31之间设有将球阀体37向开阀方向弹压的压缩螺旋弹簧50(相当权利要求中的阀体赋势装置)。
上述压缩螺旋弹簧50的弹性负荷设定为在球阀体37开阀时，球阀体37和波纹管装置40不会由于压缩机1的运转过程中的振动产生晃动那样的值。
上述构造的控制阀30如图1所示地插入固定在压缩机壳体2的控制阀接受孔23中，曲轴室侧通轴32、环状周槽35由曲轴室压力通路24与曲轴室3连通，吸入口侧通路33、环状周槽36由吸入压力通路25与吸入口14连通，嵌合孔48借助排出压力通路26与排出口15连通。
曲轴室压力通路24、吸入压力通路25、排出压力通路26是形成在压缩机壳体2内部的压力通路。
以下对由上述构造构成的控制阀30的动作进行说明。
压缩机的吸入压力Ps从吸入口14经过吸入压力通路25到达环状周槽36、吸入口侧通路33，从此再进入波纹管收纳壳体39内，作用于波纹管装置40。由此，波纹管装置40根据压缩机1的吸入压力Ps与波纹内压的压差进行伸缩，伴随着吸入压力Ps的增大反抗压缩螺旋弹簧44的弹力进行收缩。球阀体37由于被排出压力导入中空管体49导入的压缩机的排出压力Pd作用于受压面部37a、和被压缩螺旋弹簧50的弹力向开阀方向推压，由于接触吸入压力Ps的增大所产生的波纹管装置40的收缩而开阀。
在作为补正压作用在受压面部37a的排出压Pd为一定时，球阀37被作用在波纹管装置40上的吸入压力Ps所产生的开阀力与压缩螺旋弹簧44的弹力所产生的闭阀力的平衡关系开闭驱动。
因此，在吸入压力Ps是由压缩螺旋弹簧44的设定负荷决定的控制阀设定压(基准设定压力Pss)以下时，由压缩螺旋弹簧44的弹力闭阀移动球阀体37，球阀体37坐落在阀座部38上而闭阀。由此，停止对曲轴室3的吸入压力Ps的供给，曲轴室压力Pc上升，压缩机1成为卸载运转状态。
与此相反，在吸入压力Ps大于控制阀设定压(基准设定压力Pss)时，球阀体37反抗压缩螺旋弹簧44的弹力进行开阀移动，从阀座部38离开进行开阀。由此，对曲轴室3供给吸入压力Ps，曲轴室压力Pc成为与吸入压力Ps相同的压力，压缩机1成为满负荷运转状态。
如上所述，在使作为补正压作用在受压面部37a的排出压Pd一定时，即、在不进行高压补正时，压缩机1如图3中用虚线表示的那样地，成为吸入压力Ps是基准设定压力Pss而成为一定的容量控制运转。
在球阀体37的受压面部37a上直接作用着作为补正压被排出压力导入中空管体49导入的压缩机1的排出压力Pd，在受压面部37的有效面积设定为Ah时，由Ah·Pd产生的开阀力附加在球阀体37上。
另外，在可滑动地嵌合在嵌合孔48中的排出压力导入中空管体49的导入口49c侧的端面49b上也作用着压缩机1的排出压力Pd，但是由于排出压力导入中空管体49的外径尺寸Da和球阀体37的受压面部37a的有效直径Db相等，作用在排出压力导入中空管体49的端面49b上压缩机1的排出压力Pd相消。
由于在阀球体37上作用着由与排出压力Pd相关的由Ah·Pd产生的开阀力，因此在由基准排出压力Pds的平衡状态设定基准设定压力Pss时，由于排出压力Pd的降低(排出压力Pd小于基准排出压力Pds)开阀所需要的吸入压力Ps变高，由于排出压力Pd的上升(排出压力Pd大于基准排出压力Pds)开阀所需要的吸入压力Ps变低。
即，在排出压力Pd降低到Pd’时，开阀力Ah(Pd-Pd’)程度地变小，从该开阀力和波纹管装置40的有效受压力面积Ad的比率得出开阀压与Ah(Pd-Pd’/Ad对应地进行上升的压力特性。
这种情况由下式表示，通过选定决定受压面部37a的有效面积Ah的排出压力导入中空管体49的有效直径获得成为目的的高压影响特性。
Ps=Pss-Ah(Pd-Pds)/Ad由此，如图3中用实线所示的那样，可以得到与排出压力Pd的增加成比例地吸入压力Ps降低的控制特性，可以由与系统负荷特性相关的排出压力Pd调整容量控制压缩机的控制特性。
这样，在制冷剂回路系统中，蒸发负荷和冷凝负荷成为比例关系，蒸发负荷与制冷剂制循环量成比例，蒸发器内压力损失与制冷剂循环量成比例，成为适合于高效省能系统的容量控制压缩机的容量控制。
另外，球阀体37直接与波纹管装置40连接，球阀体37作为阀体一压力应动装置间的球面连接的自动对中球发挥作用，因此不需要特别的自动对中球等，波纹管装置40的驱动力作为轴向力良好地作用在球阀体37上。
本发明的第二最佳实施例的容量可变型压缩机用控制阀的具体构造接着，参照图4对本发明的第二实施例容量可变型压缩机控制阀进行说明。
图4表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀的第二实施例。在图4中与图2对应的部分标注与图2所标注的符号相同的符号，省略其说明。
在该第二实施例中，在相当于第一实施例的嵌合孔(48)的孔51中插入固定着导向筒体52，排出压力导入中空管体49可滑动地套合在导向筒体52的外周部上。
在该第二实施例中，在球阀体37的受压面部37a上也直接作用着作为辅助压而被排出压力导入中空管体49导入的压缩机1的排出压力Pd，获得与第一实施例同等的作用、效果，可以将实运转时的控制阀特性作为相当于排出压力Pd的特性。
在该第二实施例中，由于压缩机1的排出压力Pd不会作用在排出压力导入中空管体49的端面49a上，因此不需要使排出压力导入中空管体49的有效直径与外径尺寸一致。
在该第二实施例中，球阀体37也与波纹管装置40直接接触着，球阀体37还起到阀体-压力应动装置间的球面连接的自动对中球的作用，因此，不需要特别的自动对中球等，波纹管装置40的驱动力作为轴向力良好地作用在球阀体37上。
即使在上述的第一及第二的任何一个实施例中，压力应动装置都为密闭构造的波纹管装置，但是压力应动装置并不限定于波纹管装置40，也可以是隔膜装置等，以下将适用于压力应动装置用隔膜装置构成的容量可变型压缩机用控制阀的实施例作为第三实施例进行说明。
本发明的第三最佳实施例的容量可变型压缩机用控制阀的具体构造接着，参照图5对本发明的第三实施例容量可变型压缩机控制阀进行说明。
图5表示本发明的容量控制阀的第三实施例。在图5中与图2对应的部分标注与图2所标注的符号相同的符号，省略其说明。
隔膜装置60具有碟状的上盖61、碟状的下盖63、圆筒状的弹簧箱64、调整螺丝65，该上盖61铆接在阀壳体31的下端部，该下盖63夹着隔膜62地与上盖61结合，该弹簧箱64铆接在下盖63上，该调整螺丝65与弹簧箱64螺纹结合。
隔膜62在阀壳体31侧划定隔膜室66，在弹簧箱64侧划定密闭室67，在隔膜室66侧与球阀体37的保持体68连接着。
在隔膜室62的密闭室67侧顺序的设置垫片69、球70、弹簧承受构件71，在弹簧承受构件71和调整螺丝65之间设有压缩螺旋弹簧72，该压缩螺旋弹簧72通过隔膜62将球阀体37向闭阀方向(朝上)推压。
隔膜室66与阀室34连通着，被给予被阀室34导入的吸入压力Ps。
在该第三实施例中，由于排出压力导入中空管体49等的构造与第一实施例的同等，因此在第三实施例中也可以获得与第一实施例同等的作用、效果。
另外，球阀体37通过保持体68直接与隔膜装置60连接，在这情况下，由于球阀体也起到阀体-压力应动装置的球面连接的自动对中球的作用，因此不需要特别的自动对中球等，波纹管装置40的驱动力作为轴向力良好地作用在球阀体37上。
在上述各实施例中，将排出压力导入中空管体49的一端(下端)由焊接等与球阀体37结合着，但是，也可以由压缩螺旋弹簧50的弹压力将排出压力导入中空管体49的一端(下端)压接在球阀体37上。
产业上的可利用性从以上说明的第一～第三各实施例可知，根据本发明的容量可变型压缩机用控制阀，压缩机的排出压力借助排出压力导入中空管体直接作用在球阀体上，设定对应于与系统负荷特性相关的压缩机排出压力的高压影响特性(排出压力影响特性)。这时，通过排出压力导入中空管体的有效直径的设定可以得到任意的高压影响特性，该高压影响特性通过排出压力导入中空管体的有效直径的选定可以高的设定自由度。
另外，由于压缩机的排出压力借助排出压力导入中空管体直接作用在球阀体上，与现有技术的相比可以减少零件数量、组装工时数，在直接组装入压缩机壳体的情况下，不会使用于将吸入压力或排出压力导入容量控制阀的各部的通路构造复杂化，不会限制压缩机壳体中的配置位置的自由度。
另外，由于球阀体直接地与压力应动装置连接，球阀体起到阀体-压力应动装置间的球面连接的自动对中球作用，所以，不需要特别的自动对中球等，压力应动装置的驱动力作为轴向力作用良好地作用于球阀体上，因此也可以减少零件数量、组装工时数。
另外，根据本发明的容量可变型压缩机用控制阀，在可滑动地嵌合在嵌合孔中的排出压力导入中空管体的排出导入口侧的端面上也作用着压缩机的排出压力，但是由于排出压力导入中空管的外径尺寸与球阀体的受压面部的有效直径相等，作用于排出压力导入中空管的排出压力导入口侧的端面上的压缩机的排出压力被抵消，可以获得所需要的高压影响特性。
另外，根据本发明的容量可变型压缩机用控制阀，在排出压力导入中空管体的端面上不会作用压缩机的排出压力，在不使排出压力导入中空管体的有效直径和外径尺寸一致的情况下可以获得所需要的高压影响特性。
另外，根据本发明的容量可变型压缩机用控制阀，借助通过排出压力导入中空管体将球阀体向开阀方向推压的阀体推压装置的推压力可以提高球阀体和压力应动装置的耐振动性，可以获得肃静稳定的容量控制阀。
权利要求
1．容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，包括阀壳体、球阀体、弹簧、压力应动装置、排出压力导入中空管体；该阀壳体具有连通压缩机的吸入口与曲轴室的连通路；该球阀体设在上述阀壳体内并用于开闭上述连通路，该弹簧将上述球阀体向闭阀方向弹压；该压力应动装置将上述球阀体作为自动对中球并与上述球阀体直接地连接，通过受到压缩机的吸入压力而向开阀方向驱动上述球阀体；该排出压力导入中空管体可滑动地嵌合在上述阀壳体中，一端与上述球阀体接合，另一端具有压缩机的排出压力导入口，通过内部通路将压缩机的排出压力作为开阀方向的力作用在上述球阀体的背面上。
2．如权利要求1所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，上述排出压力导入中空管体可滑动地嵌合在形成在上述阀壳体上的嵌合孔中，外径尺寸与使上述球阀体受到压缩机的排出压力的受压面部的有效直径相等。
3．如权利要求1所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，上述排出压力导入中空管体可滑动地套合在固定在上述阀壳体上的导向筒体的外周部上。
4．如权利要求1～3的任何一项所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，还具有阀体赋势装置，该阀体赋势装置通过上述排出压力导入中空管体将上述球阀体向开阀方向赋势。
全文摘要
容量可变型压缩机用控制阀，设有开闭连通路(32、34、33)的球阀体37，该连通路(32、34、33)连通压缩机的吸入口和曲轴室。球阀体37由压缩螺旋弹簧44的弹力向闭阀方向推压，设有被作用压缩机的吸入压力将球阀体37向开阀方向驱动的波纹管装置40。球阀体37和波纹管装置40将球阀体37作为自动对中球地直接地连接着。在阀壳体31的一端接合着球阀体37，设有将压缩机的排出压力直接作用向球阀体37的开阀方向的排出压力导入中空管体49。压缩弹簧50通过排出压力导入中空管体49将阀体37向开阀方向推压。
文档编号F04B27/14GK1317073SQ00801324
公开日2001年10月10日 申请日期2000年6月29日 优先权日1999年7月5日
发明者水藤健, 西村健太, 稻次贤志, 松原亮, 金子守男, 大河原一郎 申请人:株式会社丰田自动织机制作所, 株式会社鹭宫制作所