CN105909490A - 控制阀 - Google Patents

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Abstract

在被进行PWM方式的通电控制的控制阀中,简单地抑制稳态控制时的阀芯的振动。一个方案的控制阀具有为将螺线管(3)的驱动力传递至阀芯(24)而被沿轴线方向驱动的轴(68),和被夹装在轴承部件(72)与轴(68)之间、具有粘弹性的吸振部件(100)。在阀开度的稳态控制时,吸振部件(100)通过其粘弹性动态地变形,来追踪伴随于PWM控制的轴(68)的振动。吸振部件(100)的材质及构造被设定使得在该稳态控制时,轴(68)的振幅被限制在使吸振部件(100)与轴(68)之间不发生滑动的范围内。

Description

控制阀
技术领域
本发明涉及由PWM控制方式的螺线管进行驱动的控制阀。
背景技术
汽车用空调装置一般是在制冷循环中配置压缩机、外部热交换器、膨胀装置、蒸发器等构成的。作为压缩机,例如采用不论引擎转速如何都能维持恒定的制冷能力的可变容量压缩机(也简称作“压缩机”)。该压缩机具有被引擎驱动的旋转轴和被安装于该旋转轴的揺动板。揺动板上连接压缩用的活塞,通过使该揺动板的角度变化以改变活塞的行程,来调整冷媒的排出容量。揺动板的角度是通过向密闭的控制室导入一部分排出冷媒、改变施加于活塞的两面的压力的平衡,来连续变化的。该控制室的压力(以下称作“控制压力”)通过例如被设置在压缩机的排出室与控制室之间的控制阀控制。
这样的控制阀多以电磁阀的形式构成,在阀体内具有使排出室和控制室连通的通路。在该通路的中途设有阀座。阀体内设有阀芯,通过使该阀芯接触/分离于阀座、调整阀部的开度,来控制导入控制室的冷媒流量。阀开度是通过作用于阀芯的冷媒压力的力、螺线管的驱动力、为设定控制设定值而配置的弹簧的势能赋予力的平衡来调整的。该控制设定值能通过变更对螺线管的供给电流值来事后调整。在这样的控制阀中,基于其开阀特性中的迟滞的降低及省电等观点,多在对螺线管的通电控制中采用PWM(Pulse Width Modulation:脉冲宽度调制)方式。例如已有提供被设定为预定的占空比的400Hz左右的脉冲电流来进行容量控制的技术(例如参照专利文献1)。
[在先技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2005-171908号公报
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
这样的控制阀一般在阀开度被控制的稳态控制时,阀部是处于半开状态的。另一方面,由于上述的基于PWM的通电控制会使螺线管的铁芯产生微小振动,故该振动会传递至阀芯。因此,根据其振幅的不同,阀芯是有可能冲击到阀座而发生反冲,导致阀开度变化、控制性能降低的。因此,以往采取了向与阀芯相连的可动部按压其它部件、给予其滑动荷重等的策略。
然而,在这样的构成中,根据其滑动荷重的大小,有可能会妨碍可动部的顺利动作。因此,存在如下这样的问题:为给予适当的滑动荷重,要求部件间具有较高的尺寸精度等,加工及组装的要求变得严格。只要是由PWM控制方式的螺线管进行驱动的控制阀,不论其用途如何,都同样可能产生这样的问题。
本发明的目的之一在于,在被进行PWM方式的通电控制的控制阀中,简单地抑制稳态控制时的阀芯的振动。
〔用于解决课题的手段〕
本发明的一个方案是一种由PWM控制方式的螺线管进行驱动的控制阀。该控制阀包括:阀体,具有导入工作流体的第1端口、导出工作流体的第2端口、以及被设于连接第1端口和第2端口的通路的阀座;阀芯,落座/脱离于阀座来开闭阀部;工作部件,被沿轴线方向驱动,以使得将螺线管的驱动力传递至阀芯;以及吸振部件,具有粘弹性,被夹装在阀体或者固定于阀体的固定部件与工作部件之间。
在阀开度的稳态控制时,吸振部件通过其粘弹性以追踪工作部件的伴随于PWM控制的振动的方式动态地变形,并且吸振部件的材质及构造被设定使得工作部件的振幅被限制在不使吸振部件与工作部件发生滑动的范围内。
通过该方案,利用吸振部件的粘弹性抑制工作部件及阀芯的振动。即,在工作部件欲随着PWM控制而振动时,吸振部件会动态地变形来追踪它。此时,作为针对工作部件的振动的阻抗,特别是吸振部件的粘性发挥作用,能抑制该振动。由于像这样利用吸振部件本身的粘弹性,故无需像利用吸振部件与工作部件的滑动摩擦时那样精密地调整两者间的尺寸。因此,能简单地抑制稳态控制时的阀芯的振动。
〔发明效果〕
通过本发明,能在被进行PWM方式的通电控制的控制阀中简单地抑制稳态控制时的阀芯的振动。
附图说明
图1是表示第1实施方式的控制阀的构成的剖视图。
图2是与图1的上半部分对应的局部放大剖视图。
图3是控制阀的局部剖视图。
图4是表示吸振部件的荷重特性的图。
图5是与第2实施方式的控制阀的上半部分对应的局部放大剖视图。
图6是表示变形例的主要部分的局部放大剖视图。
图7是表示第3实施方式的控制阀的构成的剖视图。
图8是表示第4实施方式的控制阀的下半部分的构成的局部放大剖视图。
图9是表示图6的(F)所示的吸振部件的适用例的局部放大剖视图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的实施方式。在以下的说明中,为方便起见,有时以图示的状态为基准,用上下来表达各构造的位置关系。
[第1实施方式]
图1是表示第1实施方式的控制阀的构成的剖视图。
控制阀1是电磁阀,控制未图示的汽车用空调装置的可变容量压缩机(简称作“压缩机”)的排出容量。该压缩机将在制冷循环中流动的冷媒压缩,使之成为高温、高压的气体冷媒并排出。该气体冷媒在外部热交换器(冷凝器或者气体冷却器)中被冷却,进而被膨胀装置隔热膨胀,成为低温、低压的雾状的冷媒。该低温、低压的冷媒在蒸发器中蒸发,通过其蒸发潜热冷却车室内的空气。在蒸发器中蒸发后的冷媒再次回到压缩机,在制冷循环中循环。
压缩机具有被汽车的引擎旋转驱动的旋转轴,在安装于该旋转轴的揺动板上连接压缩用的活塞。通过改变该揺动板的角度来改变活塞的行程,由此调整冷媒的排出量。控制阀1通过控制从该压缩机的排出室向控制室导入的冷媒流量,来使揺动板的角度改变、进而使该压缩机的排出容量改变。需要说明的是,本实施方式的控制室是由曲柄箱构成的,但在变形例中也可以是在曲柄箱内或者曲柄箱外另行设置的压力室。控制阀1是以对从排出室导入控制室的冷媒流量进行控制的所谓的Pd-Ps压差阀的形式构成的,使得压缩机的排出压力Pd与吸入压力Ps的压差(Pd-Ps)趋近于作为控制目标值的设定压差。
控制阀1是将阀本体2和螺线管3一体组装而构成的。阀本体2具有阶梯圆筒状的阀体5。阀体5在本实施方式中由黄铜制成,但也可以由铝合金制成。阀体5从其上端侧起设有端口10、12、14。其中,端口10被设在阀体5的上端部,端口12、14被设在阀体5的侧部。端口10作为与排出室连通的“排出室连通口”发挥功能,端口12作为与控制室连通的“控制室连通口”发挥功能,端口14作为与吸入室连通的“吸入室连通口”发挥功能。此外,端口10作为从排出室导入冷媒的“第1端口”发挥功能,端口12作为向控制室导出冷媒的“第2端口”发挥功能。
在阀体5中,在使端口10与端口12连通的通路中配设有阶梯圆筒状的阀座形成部件16。阀座形成部件16是使不锈钢(例如SUS420)淬火而形成的,硬度比阀体5要高。阀座形成部件16被同轴地插通于阀体5的上部,并通过向内侧铆接阀体5的上部来固定。阀座形成部件16设有沿轴线的贯通孔,由其下半部分形成了阀孔18。在阀体5中的阀座形成部件16的下方,形成有与端口12连通的阀室20。阀座形成部件16的下半部分呈外径朝下方逐渐缩小的锥状,并延伸至阀室20内。在阀座形成部件16的下端面形成有阀座22。阀室20内以从下方与阀座22相对的方式配设有阀芯24。阀芯24通过接触/分离于阀座22来调整阀部的开度。
在本实施方式中,通过像这样采用较软的素材作为阀体5,能较高地维持其加工性,而对于形成阀座22的部件(阀座形成部件16),则采用高硬度材质,由此来防止或者抑制阀座22的摩耗或变形。由此,能维持阀芯24的良好的落座性能。
以将阀体5的内部空间上下划分开的方式设有隔壁26。在隔壁26的上方形成阀室20,下方形成工作室28。阀室20介由端口12与控制室连通。工作室28介由端口14与吸入室连通。在隔壁26的中央设有沿轴线方向延伸的引导部30。该引导部30以沿轴线贯通的方式形成有引导孔32,长条状的工作杆34可沿轴线方向滑动地插通于该引导孔32。阀芯24被同轴地设在工作杆34的上端。阀芯24和工作杆34是通过对不锈钢进行切削加工而一体成形的。
引导部30向隔壁26的上面侧较小地突出,向下面侧较大地突出。引导部呈外径朝下方逐渐缩小的锥状,在工作室28内延伸。由此充分确保引导孔32的长度,工作杆34被稳定地支承。阀芯24与工作杆34一体地动作,并以其上端面落座/脱离于阀座22来开闭阀部。阀座形成部件16的硬度足够高,故即使阀芯24反复落座,阀座22也很难变形,确保了阀部的耐久性。
在工作杆34的下部嵌合挡圈36(E环),以被该挡圈36限制向下方的移动的方式设有圆板状的弹簧架38。在弹簧架38与隔壁26之间夹装有对工作杆34向下方(开阀方向)赋予势能的弹簧40。弹簧40采用从隔壁26的下面朝下方的弹簧架38逐渐小径化的锥形弹簧。通过如上述那样使引导部30为锥状,能配置这样的锥状的弹簧40。阀体5的下部被制成小径部42,构成与螺线管3的连接部。
在阀体5的上端开口部设有抑制异物向端口10侵入的过滤器部件44。压缩机的排出冷媒中有时含有金属粉等异物,故过滤器部件44防止或者抑制该异物侵入到控制阀1的内部。
另一方面,螺线管3具有圆筒状的芯50、被外插于芯50的有底圆筒状的套筒52、被收容在套筒52内且与芯50在轴线方向上相对配置的铁芯54、被外插于套筒52的圆筒状的绕线管56、卷绕于绕线管56的电磁线圈58、以从外侧覆盖电磁线圈58的方式设置的圆筒状的壳体60、在绕线管56的上方被组装于芯50和壳体60之间的阶梯圆筒状的连接部件62、以及被安装于壳体60的下端开口部的端部件64。
套筒52由非磁性材料构成,具有被外插于芯50的圆筒状的本体74、和以密封该本体74的下端开口部的方式组装的有底圆筒状的端部件75。套筒52在其下半部分收容有铁芯54。通过将阀体5的小径部42(下端部)压入连接部件62的上端开口部,来固定阀本体2和螺线管3。需要说明的是,在本实施方式中,阀体5、阀座形成部件16、连接部件62、壳体60及端部件64形成了控制阀1整体的阀体。
以沿轴线方向贯通芯50的中央的方式形成有插通孔67,并以贯通该插通孔67的方式插通有轴68。轴68被与工作杆34同轴地设置,并从下方支承工作杆34。轴68的直径比工作杆34的直径大。在该轴68的下半部分组装有铁芯54。在本实施方式中,轴68和工作杆34构成将螺线管力传递给阀芯24的“传递杆”。另外,轴68、工作杆34及铁芯54构成为将螺线管力传递给阀芯24而被沿轴线方向驱动的“工作部件”。
铁芯54在其上部被轴68同轴地支承。在轴68的轴线方向中间部的预定位置嵌合挡圈70(E环),通过该挡圈70限制铁芯54向上方的移动。在铁芯54的侧面设有平行于轴线的连通槽71,形成使冷媒从铁芯54与套筒52之间通过的连通路。
在芯50的上端部压入了环状的轴承部件72,轴68的上端部被该轴承部件72可沿轴线方向滑动地支承。通过将轴承部件72的外周的一部分形成切口,在芯50与轴承部件72之间形成了连通路。介由该连通路,工作室28的吸入压力Ps也被导向螺线管3内部。
此外,在套筒52的下端部(具体来说是端部件75)压入了环状的轴承部件76(作为“支承部件”发挥功能)。该轴承部件76可滑动地支承轴68的下端部。即,轴68被上方的轴承部件72和下方的轴承部件76两点支承,从而能使铁芯54沿轴线方向稳定地动作。通过将轴承部件76的外周的一部分形成切口,在套筒52与轴承部件76之间形成了连通路。被导入螺线管3的吸入压力Ps介由芯50与轴68之间的连通路、铁芯54与套筒52之间的连通路、轴承部件76与套筒52之间的连通路而充满套筒52内。
在轴承部件76与铁芯54之间夹装有对铁芯54向上方、即闭阀方向赋予势能的弹簧78。即,作为弹簧荷重,阀芯24受到弹簧40的开阀方向的力和弹簧78的闭阀方向的力的合力。但是,弹簧40的荷重比弹簧78大,故弹簧40、78的弹簧荷重向开阀方向作用。
从绕线管56延伸出与电磁线圈58相连的线束80,并贯通端部件64地引出到外部。端部件64被以从下方支承壳体60中所内包的螺线管3内的构造物的方式安装。
图2是与图1的上半部分对应的局部放大剖视图。
设在阀座形成部件16中央的贯通孔90的下半部分缩径而形成了阀孔18。即,贯通孔90的上半部分成为大径部92、下半部分成为小径部94,小径部94形成阀孔18。大径部92与小径部94的连接部被制成内径朝下方逐渐缩径的锥面。贯通孔90从上游侧向下游侧阶段性地缩径。
另外,在阀座形成部件16的贯通孔90的半径方向外侧,设有与贯通孔90平行的放泄孔96。放泄孔96是用于在闭阀时也使最低限度的冷媒流入控制室,从而确保压缩机中的油循环的构造。为确保压缩机的稳定工作,冷媒中含有润滑用的油,放泄孔96是确保控制室内外的油循环的。
放泄孔96是将上部的漏泄通路98和在其下方的连通路99连接而构成的。漏泄通路98的内径被制成使冷媒漏泄的程度的大小,与阀孔18的内径相比足够小。连通路99的内径比贯通孔90的大径部92小、且比小径部94大。在变形例中,可以使连通路99的内径在贯通孔90的大径部92的内径以上,也可以使其在小径部94的内径以下。
在阀座形成部件16的上面以包围贯通孔90的方式设有环状的突部150,该突部150的半径方向内侧和外侧被制成低一级的阶差形状。突部150的宽度足够小,在本实施方式中是在阀孔18的宽度以下的。漏泄通路98在该突部150的位置朝上方开口。这样,关于放泄孔96,使冷媒的入口为小径,并使该入口在阶差形状的上面开口,由此防止或者抑制异物介由放泄孔96侵入。
此外,在阀室20中,引导部30在隔壁26的上面中央部突出,由此在其周围形成了环状槽152。此外,阀芯24的外径比其正下方的工作杆34略大。因此,即使有异物介由阀孔18侵入到了阀室20,该异物侵入工作杆34与引导孔32的滑动部的可能性也极低。即,环状槽152能作为异物捕集器发挥功能。因此,能防止异物啮入到工作杆34与引导孔32的滑动部而导致阀芯24的动作卡住的情况。
需要说明的是,在本实施方式中,使阀芯24的阀部处的密封部直径a(阀孔18的内径)比工作杆34的滑动部直径b略微大一点(a>b),将阀芯24的压力敏感度设定为最佳。即,通过这样的设定,加大了开阀时的控制压力Pc朝闭阀方向的贡献量,由此使阀部略微难打开。由此,压差(Pd-Ps)会缓缓地提升,与两者的直径相同时相比,加大了控制压力Pc的影响,使压缩机的斜板的工作响应性降低,防止或者抑制了开阀时的控制振荡(control hunting)。需要说明的是,关于该压力敏感度的调整,例如可采用日本特开2006-57506号公报中所记载的技术。
在本实施方式中,特别设有用于抑制伴随于PWM控制的工作部件的振动的吸振构造。该吸振构造包含被夹装在轴承部件72与轴68之间的吸振部件100。轴承部件72相当于固定于阀体5的“固定部件”。在轴承部件72的内面形成有环状槽102,并嵌合固定有吸振部件100。吸振部件100是具有粘弹性的部件,在本实施方式中由橡胶制的O环构成。
在基于PWM控制的阀开度的稳态控制时,吸振部件100以其内周部追踪轴68的振动的方式动态地变形。此时,通过吸振部件100的粘弹性,抑制轴68的振幅,进而抑制阀芯24的振幅。此时,在吸振部件100与轴68之间不会发生滑动,吸振部件100局部紧贴于轴68地变形。或者,吸振部件100的紧贴部位一边移动,轴68一边进行变位。在此期间,吸振部件100的粘弹性(特别是粘性)成为针对轴68的振动的阻抗,能抑制阀芯24的振幅。粘性所引起的响应延迟发挥使振动衰减的作用。
图3是控制阀1的局部剖视图。图3的(A)是图2的C-C箭头方向剖视图,图3的(B)是图1的A-A箭头方向剖视图,图3的(C)是图1的B-B箭头方向剖视图。如图3的(A)所示,吸振部件100以其内周部紧贴于轴68的外周面。轴承部件72在圆筒状的本体的外周被进行了所谓的D形加工,形成了平坦面180。在该平坦面180与芯50的内周面之间形成连通路182。
此外,如图3的(B)所示,在铁芯54的单侧面被施以所谓的D形加工,形成了平坦面77。在该平坦面77与套筒52之间形成连通路183。进而,如图3的(C)所示,轴承部件76在圆筒状的本体的外周被施以所谓的D形加工,形成了一对平坦面184。在该平坦面184与套筒52(端部件75)之间形成连通路186。工作室28的吸入压力Ps通过这些连通路182、183、186而充满套筒52的内部。
需要说明的是,铁芯54被如上述那样施以D形加工,剖面成为非圆形(相对于轴中心非点对称)。由此,使被施以该D形加工的那一侧的平坦面77与其相反侧面79的径向的磁隙不同。通过这样的构成,在螺线管3通电后,铁芯54的与套筒52的磁隙较小一侧、即相反侧面79在径向上被更强地吸引。即,能使铁芯54在径向上有所偏靠。由此,能抑制在开阀时铁芯54在套筒52内工作时沿径向晃荡的情况。
回到图1,在以上的构成中,虽然工作杆34的直径比阀孔18的内径略小,但还是具有几乎相同大小的,故在阀室20中作用于阀芯24的控制压力Pc的影响几乎被消除(抵消)。因此,对于阀芯24,实质上几乎对阀孔18大小的受压面积作用排出压力Pd与吸入压力Ps的压差(Pd-Ps)。阀芯24以压差(Pd-Ps)被保持为设定压差的方式进行动作,其中,该设定压差是通过提供给螺线管3的控制电流来设定的。
接下来说明可变容量压缩机用控制阀的基本动作。
在控制阀1中,在螺线管3非通电时,基于弹簧40、78的合力所致的开阀方向的荷重,阀芯24从阀座22分离,阀部被保持为全开状态。此时,从压缩机的排出室导入端口10的排出压力Pd的高压冷媒通过全开状态的阀部,并从端口12流入控制室。其结果,控制压力Pc被提高,压缩机将进行排出容量最小的最小容量运转。
另一方面,在汽车用空调装置起动时或制冷负荷最大时,向螺线管3的供给电流值成为最大,铁芯54被芯50以最大的吸引力吸引。此时,阀芯24、工作杆34、轴68及铁芯54一体地向闭阀方向动作,阀芯24落座于阀座22。通过该闭阀动作,控制压力Pc降低,故压缩机将进行排出容量最大的最大容量运转。
这里,在容量控制时螺线管3所被供给的电流值被设定为预定值时,阀芯24、工作杆34、轴68及铁芯54一体地动作。此时,阀芯24将停止在对工作杆34向开阀方向赋予势能的弹簧40的弹簧荷重、对铁芯54向开阀方向赋予势能的弹簧78的弹簧荷重、对铁芯54向闭阀方向赋予势能的螺线管3的荷重、阀芯24在开阀方向上受到的排出压力Pd的力、以及阀芯24在闭阀方向上受到的吸入压力Ps的力取得平衡后的阀升起位置。
在取得该平衡的状态下,若压缩机的转速随着引擎的转速而提高、排出容量増加,则压差(Pd-Ps)变大,对阀芯24作用开阀方向的力,阀芯24进一步抬起,使从排出室流向控制室的冷媒的流量增加。由此,控制压力Pc上升,压缩机向使其排出容量减少的方向动作,压差(Pd-Ps)被控制为设定压差。在引擎的转速降低时,进行与此相反的动作,压差(Pd-Ps)被控制为设定压差。
图4是表示吸振部件100的荷重特性的图。该图的横轴表示阀芯24的行程,纵轴表示对轴68赋予的荷重。需要说明的是,阀芯24的行程与轴68的行程相等。
在图示的例子中,阀芯24的行程从零至0.12mm左右的区域成为吸振部件100的粘弹性作为阻抗有效地发挥功能的区域(以下称作“粘弹性区域”)。在该粘弹性区域,吸振部件100与轴68之间没有滑动,通过吸振部件100的变形对轴68给予阻抗(弹性阻抗、粘性阻抗)。在该区域,随着阀芯24的行程増加,该粘弹性所导致的荷重増加,并且其向抑制轴68的变位的方向作用。
另一方面,当行程超出该粘弹性区域时,成为荷重在最大的状态下几乎恒定的区域(以下称作“弹性区域”)。在该弹性区域,吸振部件100保持弹性形变,并且吸振部件100与轴68保持紧贴状态。在行程超过该弹性区域时,成为荷重下降后并几乎恒定的区域(以下称作“摩擦区域”)。在该摩擦区域,轴68相对于吸振部件100滑动,并受到动摩擦的阻抗。
在本实施方式中,着眼于这样的吸振部件100的特性,阀开度稳态控制时(阀部的半开时)的轴68的振幅(即阀芯24的振幅)被限制在与吸振部件100的粘弹性区域对应的范围内。具体来说,利用吸振部件100的粘弹性(特别是粘性)所引起的阻抗(振动衰减作用),并设定吸振部件100的材质及构造,使得轴68及阀芯24的振幅收敛在粘弹性区域(例如0.07mm程度)内。或者,采用使PWM控制导致的阀芯24原本的振幅(没有上述粘弹性的阻抗时的振幅)被限缩在粘弹性区域中那样的材质及构造的吸振部件100。
需要说明的是,在螺线管3的通电从关断切换为接通时、或者从接通切换为关断时,阀芯24会较大地移动。此时,吸振部件100将暂时性地经过摩擦区域的状态。即,吸振部件100的材质及构造被设定使得在阀芯24随着螺线管3的通电状态(有无通电)的切换而移动时,允许与吸振部件100间的滑动。
如以上说明的那样,在本实施方式中,着眼于吸振部件100的粘弹性(特别是粘性)吸收轴68的振动能量这一点,将此用于稳态控制时的阀芯24的振动抑制。由于像这样利用了粘弹性,故无需如利用吸振部件100与轴68的滑动摩擦时那样精密地调整两者间的尺寸。根据本实施方式,能简单地抑制稳态控制时的阀芯24的振动。
[第2实施方式]
图5是与第2实施方式的控制阀的上半部分对应的局部放大剖视图。图6是表示变形例的主要部分的局部放大剖视图。以下以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。需要说明的是,对各图中与第1实施方式几乎相同的构成部分标注相同的附图标记。
如图5所示,在第2实施方式中,在芯250的上端开口部所设的阶梯部210配设有吸振部件100。在阶梯部210的上端部被压入环状的轴承部件272,防止吸振部件100的脱落。吸振部件100以被夹装在芯250的内周面与轴68的外周面之间的方式支承着。在芯250设有使插通孔67和工作室28以迂回过吸振部件100的形式连通的连通路220。
并且,同第1实施方式一样,吸振部件100以追踪PWM控制引起的轴68的振动的方式动态地变形,并且其材质及构造被设定使得通过其粘弹性使轴68的振幅收敛于粘弹性区域。根据本实施方式,在阀开度的稳态控制时不会发生吸振部件100与轴68间的滑动,能抑制吸振部件100及阀芯24的振动。
需要说明的是,在变形例中,如图6的(A)所示,也可以采用剖面为多角形状(四角形状)的角环作为吸振部件120。或者,也可以如图6的(B)所示那样采用剖面为D形状的D环作为吸振部件130。这些吸振部件的外周面紧贴于芯250的内周面,其内周面紧贴于轴68的外周面。
另外,如图6的(C)所示,也可以以利用芯250和轴承部件274沿轴线方向夹住吸振部件140的方式支承该吸振部件140。在图示的例子中,通过阶梯部210和轴承部件274夹持吸振部件140的外周边缘部。吸振部件140的内周面紧贴于轴68的外周面,同上述实施方式一样赋予针对轴68的振动的阻抗。
或者,也可以如图6的(D)所示那样,在轴268的外周面设置环状的凹部230,使吸振部件100嵌合固定。吸振部件100被以嵌合于凹部230的方式支承,其外周面紧贴于芯252的内周面。通过这样的构成,吸振部件100的粘弹性也能有效地发挥功能,能抑制轴268及阀芯24的振动。
此外,也可以如图6的(E)所示那样,在芯254的内周面设置环状的凹部212,并在轴270的外周面设置环状的凹部232,使环状的吸振部件122嵌合固定于此。吸振部件122的外周边缘部嵌合于凹部212,内周边缘部嵌合于凹部232,以此方式支承吸振部件122。通过这样的构成,吸振部件122的粘弹性也能有效地发挥功能,能抑制轴270及阀芯24的振动。需要说明的是,在图示的例子中,吸振部件122仅是分别嵌合于芯254及轴270的,但也可以通过例如热粘或粘接等方式固定。在通过热粘等进行固定的情况下,也可以不使其嵌合。
需要说明的是,在上述实施方式及变形例中,是仅利用橡胶形成吸振部件的,但例如也可以如图6的(F)示出的剖面那样,采用将橡胶等树脂板216与金属板218层叠形成的吸振部件214。通过这样的构成,能利用树脂板216的粘弹性和金属板218的弹性,适当地调整振动抑制的程度。
[第3实施方式]
图7是表示第3实施方式的控制阀的构成的剖视图。在本实施方式中,螺线管303中的轴承部件372、376的构成与第1实施方式不同。即,吸振部件100不是被组装于上方的轴承部件372,而是被组装于下方的轴承部件376。轴承部件376相当于固定于阀体5“固定部件”。在轴承部件376的内面形成环状槽102,嵌合固定吸振部件100。通过这样的构成,吸振部件100的粘弹性也能有效地发挥功能,能抑制轴68及阀芯24的振动。需要说明的是,关于吸振部件的形状及其支承构造,并不限于图示的结构,例如也可以采用图6等所示的构造。
[第4实施方式]
图8是表示第4实施方式的控制阀的下半部分的构成的局部放大剖视图。需要说明的是,在该图中,对于与第3实施方式几乎相同的构成部分标注相同的附图标记。在本实施方式中,吸振部件100被组装于铁芯454。在铁芯454的外周面形成环状槽420,嵌合固定吸振部件100。铁芯454中与轴线平行地贯通形成有供冷媒流通的连通路430。通过这样的构成,吸振部件100的粘弹性也能有效地发挥功能,能抑制轴68及阀芯24的振动。需要说明的是,关于吸振部件的形状及其支承构造,并不限于图示的结构,也可以采用例如图6等所示的构造。
以上说明了本发明的优选实施方式,但本发明并不限定于特定的实施方式,显然在本发明的技术思想的范围内可以有各种各样的变形。
在上述实施方式中,表示了采用橡胶作为吸振部件的材质的例子。在变形例中,也可以采用具有粘弹性的其它树脂材料。此外,在上述实施方式中,是使吸振部件为环状的部件的,但也可以设置成一个或多个小片等其它形状的部件。
在上述实施方式中,表示了稳态控制时的工作部件的振幅(即阀芯、轴、铁芯的振幅)收敛于图4所示的粘弹性区域中的例子。在变形例中,也可以设定吸振部件的材质及构造,使得该稳态控制时的工作部件的振幅被限制(收敛)在与图4所示的粘弹性区域及弹性区域对应的范围内。这样也能将工作部件的振幅抑制在不使吸振部件与工作部件发生滑动的范围内。
在上述实施方式中,表示了下方的轴承部件作为支承弹簧的弹簧架发挥功能、并且也作为支承轴的轴承发挥功能的例子。在变形例中,也可以分别设置支承弹簧的弹簧架和支承轴的轴承。然后可以使吸振部件夹装在该弹簧架与轴之间。或者,也可以使吸振部件夹装在轴承与轴之间。
在上述实施方式中,表示了分别制作工作杆和轴后,使两者以在轴线方向上同轴地抵接的方式连接,构成将螺线管力传递至阀芯的传递杆的例子。在变形例中,也可以利用单一的部件一体成形出工作杆和轴作为传递杆。
在上述实施方式中,表示了将控制阀1构成为所谓的Pd-Ps压差阀的例子。在变形例中,例如也可以构成为使控制压力Pc与吸入压力Ps的压差(Pc-Ps)趋近于作为控制目标值的设定压差的所谓的Pc-Ps压差阀。即,对于通过调整从控制室向吸入室导出的冷媒的流量来使将导入吸入室的冷媒压缩后向排出室排出的可变容量压缩机的排出容量变化的控制阀,也可以适用上述实施方式的各构造。或者,也可以适用于使吸入压力Ps趋近于作为控制目标值的设定压力的所谓的Ps控制阀。
在上述实施方式中,表示了将具有上述各构造的控制阀构成为可变容量压缩机用控制阀的例子,但其用途并不特别限定,只要是由PWM控制方式的螺线管驱动的控制阀,都能适用上述构造。
图9是表示图6的(F)所示的吸振部件的适用例的局部放大剖视图。图9的(A)表示第1适用例,图9的(B)表示第2适用例。如图9的(A)所示那样,吸振部件214可以是将例如圆板状的树脂板216(橡胶等)和圆板状的金属板218沿轴线方向交替层叠并构成为环状的。在树脂板216及金属板218各自的中央处形成有用于使轴68插通的插通孔。吸振部件214的作为层叠面的外周面紧贴于芯250的内周面,其作为层叠面的内周面紧贴于轴68的外周面。需要说明的是,作为金属板218,优选具有适度的弹性的材质,使得能在轴线方向上挠曲地变形。
另外,如图9的(B)所示,吸振部件214例如可以是将彼此直径不同的圆筒状的树脂板216(橡胶等筒状树脂部件)与圆筒状的金属板218(筒状金属部件)沿半径方向同心地交替层叠而构成为环状的。在吸振部件214的最内侧和最外侧,分别配置树脂板216。吸振部件214的被配置在最外侧的树脂板216的外周面紧贴于芯250的内周面,其被配置在最内侧的树脂板216的内周面紧贴于轴68的外周面。
通过以上这样的构成,能利用树脂板216的粘弹性和金属板218的弹性调整振动抑制的程度。特别是根据图9的(B)的构成,能以金属板218为分界相乘效果地发挥多个树脂板216(橡胶等)的粘弹性,使追踪轴68的轴线方向的运动的变形量加大。与例如图4所示的荷重特性相比,能加大粘弹性区域的行程。
需要说明的是,图9所示的构成对应于图6的(A)所示的构成,但吸振部件214的适用例不限于此。例如也可以使吸振部件214为图6的(B)所示那样的剖面D形状的D环。此时,作为吸振部件214的结构,能采用例如图9的(B)所示的层叠构造。
需要说明的是,本发明并不限定于上述实施方式和变形例,可以在不脱离发明思想的范围内使构成要素变形及具体化。也可以通过将上述实施方式和变形例所公开的多个构成要素适当组合来形成各种各样的发明。此外,也可以从上述实施方式和变形例所示的全部构成要素中删除若干构成要素。
〔附图标记说明〕
1控制阀、3螺线管、5阀体、10端口、12端口、14端口、18阀孔、22阀座、24阀芯、34工作杆、50芯、54铁芯、68轴、72轴承部件、76轴承部件、100吸振部件、102环状槽、120吸振部件、122吸振部件、130吸振部件、140吸振部件、212凹部、214吸振部件、230凹部、232凹部、250芯、252芯、254芯、268轴、272轴承部件、274轴承部件、303螺线管、372轴承部件、376轴承部件、420环状槽、454铁芯。

Claims (6)

1.一种由PWM控制方式的螺线管进行驱动的控制阀,其特征在于,包括:
阀体,具有导入工作流体的第1端口、导出工作流体的第2端口、以及被设于连接所述第1端口和所述第2端口的通路的阀座,
阀芯,落座/脱离于所述阀座来开闭阀部,
工作部件,被沿轴线方向驱动,以使得将所述螺线管的驱动力传递至所述阀芯,以及
吸振部件,具有粘弹性,被夹装在所述阀体或者固定于所述阀体的固定部件与所述工作部件之间;
在阀开度的稳态控制时,所述吸振部件通过其粘弹性以追踪所述工作部件的伴随于PWM控制的振动的方式动态地变形,并且所述吸振部件的材质及构造被设定使得所述工作部件的振幅被限制在不使所述吸振部件与所述工作部件发生滑动的范围内。
2.如权利要求1所述的控制阀,其特征在于,
所述吸振部件的材质及构造被设定使得在所述稳态控制时所述吸振部件不会受到来自所述工作部件的动摩擦阻抗。
3.如权利要求1或2所述的控制阀,其特征在于,
所述吸振部件的材质及构造被设定使得在所述阀芯随着所述螺线管的有无通电的切换而移动时,允许所述吸振部件与所述工作部件间的滑动。
4.如权利要求1所述的控制阀,其特征在于,
该控制阀被构成为针对将导入吸入室的冷媒压缩后从排出室排出的可变容量压缩机,通过调整从所述排出室导入控制室的冷媒的流量、或者从所述控制室向所述吸入室导出的冷媒的流量,来使所述可变容量压缩机的排出容量变化的控制阀;
所述吸振部件被夹装在与所述阀芯一体变位的可动部和与所述阀体一体的固定部之间。
5.如权利要求2所述的控制阀,其特征在于,
该控制阀被构成为针对将导入吸入室的冷媒压缩后从排出室排出的可变容量压缩机,通过调整从所述排出室导入控制室的冷媒的流量、或者从所述控制室向所述吸入室导出的冷媒的流量,来使所述可变容量压缩机的排出容量变化的控制阀;
所述吸振部件被夹装在与所述阀芯一体变位的可动部和与所述阀体一体的固定部之间。
6.如权利要求3所述的控制阀,其特征在于,
该控制阀被构成为针对将导入吸入室的冷媒压缩后从排出室排出的可变容量压缩机,通过调整从所述排出室导入控制室的冷媒的流量、或者从所述控制室向所述吸入室导出的冷媒的流量,来使所述可变容量压缩机的排出容量变化的控制阀;
所述吸振部件被夹装在与所述阀芯一体变位的可动部和与所述阀体一体的固定部之间。
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