CN106885031B - 容量可变型压缩机用控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种容量可变型压缩机用控制阀，不需要严格的零部件精度，就能够减小阀内部的泄漏量并抑制效率的降低，并能使动作不良难以发生，并且，不仅对滑动阻力的影响小，而且对控制特性的影响也小。在构成阀芯(10)的主阀芯(15)或阀主体(20)配设有具有挠性或弹性的密封部件(14)，在阀口(22)被主阀芯(15)关闭时，该密封部件(14)与滑动面间隙的高压侧端部抵接而将该滑动面间隙封闭，该滑动面间隙形成在主阀芯(15)和以滑动自如的方式嵌插有该主阀芯(15)的导向孔(19)之间。

Description

容量可变型压缩机用控制阀
技术领域
本发明涉及一种车用空调等所使用的容量可变型压缩机用控制阀。
背景技术
以往，作为车用空调所使用的压缩机，使用如图10中简单图示的斜板式容量可变型压缩机。该斜板式容量可变型压缩机100具有：由车载发动机旋转驱动的旋转轴101；安装在该旋转轴101上的斜板102；配设有该斜板102的曲轴室104；利用上述斜板102进行往复运动的活塞105；用于将由该活塞105压缩后的制冷剂排出的排出室106；用于吸入制冷剂的吸入室107；用于将曲轴室104的压力Pc释放到吸入室107的机内释放通道(固定孔)108等。
另一方面，上述容量可变型压缩机所使用的控制阀1’以下述方式形成：从压缩机100的排出室106导入排出压力Pd，并且根据压缩机100的吸入压力Ps对该排出压力Pd进行调压，从而控制曲轴室104的压力Pc，作为基本结构，控制阀1’具备：阀主体，该阀主体具有设有阀口的阀室及与压缩机100的吸入室107连通的Ps导入口，在比上述阀口靠上游一侧设有与压缩机100的排出室106连通的Pd导入口，且在比上述阀口靠下游一侧设有与上述压缩机100的曲轴室104连通的Pc出入口；阀芯(阀杆)，该阀芯用于开闭上述阀口；电磁式促动器，该电磁式促动器具有用于使该阀芯向阀口开闭方向(上下方向)移动的柱塞；感压室，该感压室通过上述Ps导入口而从上述压缩机100导入吸入压力Ps；以及感压从动部件，该感压从动部件根据该感压室的压力而将上述阀芯向阀口开闭方向进行施力，图10中用符号11’表示的阀部由上述阀芯和上述阀口构成(例如参照下述专利文献1等)。
在如此构成的控制阀1’中，当由电磁式促动器的线圈、定子和吸引部件等构成的螺线管(solenoid)部被通电时，柱塞被吸引部件拉近，伴随此，阀芯通过闭阀弹簧的施力而以追随柱塞的方式向闭阀方向移动。另一方面，通过Ps导入口从压缩机100导入的吸入压力Ps，从出入室通过形成在柱塞与配设在其外周的导向管之间的间隙等而被导入到感压室，感压从动部件(例如波纹管装置)根据感压室的压力(吸入压力Ps)而进行伸缩变位(吸入压力Ps高时收缩，低时伸长)，该变位(施力)传递到阀芯，由此，阀芯的阀芯部相对阀口进行升降，阀部11”的阀开度被调整。即、阀开度由螺线管部所产生的对柱塞的吸引力、感压从动部件的伸缩变位所产生的施力(伸缩力)、及柱塞弹簧(开阀弹簧)和闭阀弹簧所产生的施力所决定，根据该阀开度，曲轴室104的压力Pc(以下，有时称之为曲轴室压力Pc或简称为压力Pc)被控制。
另外，对于上述容量可变型压缩机，例如为了缩短在压缩机启动时到排出容量变大为止所需的时间、抑制或降低通常控制时压缩机运转效率低等的目的，已经有如图11A、图11B中简单图示的改良型的斜板式容量可变型压缩机。
该改良型的斜板式容量可变型压缩机200，因为其所使用的控制阀的阀芯(阀杆)由主阀芯和副阀芯构成，并在该主阀芯内设有阀内释放通道16’，所以，该控制阀2’基本上具备：阀主体，该阀主体具有设有阀口的阀室和与压缩机200的吸入室107连通的Ps出入口，在比上述阀口靠上游一侧设有与压缩机200的排出室106连通的Pd导入口，且在比上述阀口靠下游一侧设有与压缩机200的曲轴室104连通的Pc出入口；主阀芯，该主阀芯用于开闭上述阀口；电磁式促动器，该电磁式促动器具有用于使该主阀芯向阀口开闭方向移动的柱塞；感压室，该感压室通过上述Ps出入口从上述压缩机200导入吸入压力Ps；以及感压从动部件，该感压从动部件根据该感压室的压力而将上述主阀芯向阀口开闭方向进行施力，通过上述Ps出入口而将上述曲轴室104的压力Pc释放到上述压缩机200的吸入室107的阀内释放通道16’设在上述主阀芯内，并设有将该阀内释放通道16’进行开闭的副阀芯，上述柱塞通过上述电磁式促动器的吸引力而从最下降位置向上方被连续移动时，上述副阀芯与上述柱塞一起将上述阀内释放通道16’一直关闭并向上方移动，并且，主阀芯以追随该副阀芯的方式而被向上方移动，上述阀口被上述主阀芯关闭之后，若上述柱塞更进一步地被向上方移动，则上述副阀芯将上述阀内释放通道16’打开，图11A、图11B中用符号11’表示的主阀部由上述主阀芯和上述阀口构成，用符号12’表示的副阀部由上述副阀芯和上述阀内释放通道构成(例如参照下述专利文献2等)。
在如此构成的控制阀2’中，在通常控制时(Pd→Pc控制时)，若向由电磁式促动器的线圈、定子和吸引部件等构成的螺线管部通电时，则柱塞被吸引部件拉近，伴随此，副阀芯与柱塞一体地向上方移动，主阀芯追随该动作通过闭阀弹簧的施力而向闭阀方向移动。另一方面，通过Ps出入口从压缩机200导入的吸入压力Ps，从出入室通过柱塞的横孔等被导入到感压室，感压从动部件(例如波纹管装置)根据感压室的压力(吸入压力Ps)而进行伸缩变位(吸入压力Ps高时收缩，低时伸长)，该变位(施力)传递到主阀芯，由此，主阀芯的主阀芯部相对阀口进行升降，主阀部11”的阀开度被调整。即、阀开度由螺线管所产生的对柱塞的吸引力、感压从动部件的伸缩变位所产生的施力(伸缩力)、柱塞弹簧(开阀弹簧)及闭阀弹簧所产生的施力、及作用在主阀芯的开阀方向上的力和闭阀方向上的力所决定，根据该阀开度，曲轴室104的压力Pc被控制。此时，主阀芯通过闭阀弹簧的施力而始终向上被施力，并且，副阀芯通过开阀弹簧的施力而始终向下被施力，所以，副阀部12’为闭阀，阀内释放通道16’在主阀芯内被遮断，曲轴室压力Pc不会通过阀内释放通道16’而被释放到吸入室107。
对此，在压缩机启动时，螺线管部被通电，柱塞被吸引部件拉近，副阀芯与该柱塞一起向上方移动，并且，主阀芯追随该向上移动，受闭阀弹簧的施力而向闭阀方向移动，阀口被主阀芯的主阀芯部关闭之后，柱塞更进一步地向上方移动，由此，副阀芯将阀内释放通道16’打开，曲轴室压力Pc通过机内释放通道108和阀内释放通道16’这两个通道而被释放到吸入室107(详细参照下述专利文献2等)。
专利文献1：日本特开2010-185285号公报
专利文献2：日本特开2013-130126号公报
专利文献3：日本特开2011-043102号公报
发明内容
可是，对于上述各种容量可变型压缩机用控制阀，有以下要求：在阀口被关闭时，将形成在阀芯(的外周面)和以滑动自如的方式嵌插有该阀芯的导向孔(的内壁面)之间的滑动面间隙(clearance)密封，来降低阀内部的泄漏量，并使由于异物堵塞该滑动面间隙(clearance)等而引起的阀芯不能动作的事态(阀被锁住、阀芯被抛开等动作不良)难以发生。对于这样的要求，有在该阀芯和导向孔之间安装由环状体构成的密封部件(O形圈)的提案，该环状体外插于阀芯并具有挠性(例如参照上述专利文献3等)。
但是，在阀芯和导向孔之间安装O形圈等的密封部件的情况时，会发生以下问题：为抑制滑动阻力而零部件的精度需严格的问题，由密封部件根据压力差而变形所引起滑动阻力发生变化(例如，若压力差变大则密封部件发生大变形，滑动阻力变大)、控制特性恶化(滞后变大)的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种容量可变型压缩机用控制阀，不需要严格的零部件精度，就能够减小阀内部的泄漏量并抑制效率的降低，并能使动作不良难以发生，并且，不仅对滑动阻力的影响小，而且对控制特性的影响也小。
为达到所述目的，本发明所涉及的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，基本上具备：阀主体，该阀主体具有设有阀口的阀室和与压缩机的吸入室连通的Ps出入口，在比所述阀口靠上游一侧设有与压缩机的排出室连通的Pd导入口，且在比所述阀口靠下游一侧设有与所述压缩机的曲轴室连通的Pc出入口；阀芯，该阀芯用于开闭所述阀口；电磁式促动器，该电磁式促动器具有用于使该阀芯向阀口开闭方向移动的柱塞；感压室，该感压室通过所述Ps出入口从所述压缩机导入吸入压力Ps；以及感压从动部件，该感压从动部件根据该感压室的压力而将所述阀芯向阀口开闭方向进行施力，所述阀芯以滑动自如的方式嵌插在设于所述阀主体的导向孔，所述阀芯和所述阀主体分别在形成在所述阀芯和所述导向孔之间的滑动面间隙的高压侧端部具有平面，在所述阀口被所述阀芯关闭的闭阀状态下，所述阀芯的所述平面和所述阀主体的所述平面构成大致处于一个面的平面，另一方面，在所述阀口被所述阀芯打开的开阀状态下，所述阀芯的所述平面和所述阀主体的所述平面构成台阶，在所述阀芯和所述阀主体的一方配设有具有挠性或弹性的密封部件，该密封部件与所述大致处于一个面的平面抵接并覆盖所述滑动面间隙，在所述闭阀状态下，所述密封部件通过高压侧的压力而与所述大致处于一个面的平面抵接而将所述滑动面间隙封闭，在所述开阀状态下，所述密封部件通过所述台阶而从所述阀芯和所述阀主体的另一方的所述平面分离。
在优选的实施方式中，所述密封部件安装在设于所述阀芯外周的环状槽。
在更进一步优选的实施方式中，所述密封部件呈内周部分嵌入在所述环状槽、外周部分从所述环状槽突出的环状。
优选在所述密封部件的内周部分至少形成一个切槽。
优选所述密封部件的周方向的一部分被切断。
在其他优选的实施方式中，所述密封部件以能够上下移动的方式安装在所述环状槽。
在其他优选的实施方式中，所述密封部件安装在所述阀主体。
在更进一步优选的实施方式中，所述密封部件呈内周部分嵌入在设于所述阀芯外周的环状槽、外周部分安装在所述阀主体的环状。
优选在所述密封部件的内周部分至少形成一个切槽。
优选所述密封部件的周方向的一部分被切断。
在其他优选的实施方式中，所述密封部件固定在所述阀主体、或者以能够上下移动的方式安装在所述阀主体。
在更进一步优选的实施方式中，所述阀芯由主阀芯和副阀芯构成，该主阀芯将所述阀口进行开闭，并且其内部设有将所述曲轴室的压力Pc通过所述Ps出入口释放到所述压缩机的吸入室的阀内释放通道，该副阀芯将该阀内释放通道进行开闭，在嵌插于所述导向孔的所述主阀芯或所述阀主体配设有所述密封部件。
根据本发明所涉及的容量可变型压缩机用控制阀，在阀芯或阀主体配设有具有挠性或弹性的密封部件，在阀口被阀芯关闭时，该密封部件与形成在阀芯和以滑动自如的方式嵌插有该阀芯的导向孔之间的滑动面间隙的高压侧端部抵接而将该滑动面间隙封闭，所以，例如与在阀芯和导向孔之间安装O形圈等的密封部件的现有例子相比，不需要严格的零部件精度，就能够减小阀内部的泄漏量并抑制效率的降低，并能使阀被锁住、阀芯被抛开等动作不良难以发生，并且，不仅能够抑制对滑动阻力的影响，而且能够抑制对控制特性的影响。
附图说明
图1是表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀的第一实施方式的主阀打开、副阀关闭状态(通常控制时)的纵剖视图。
图2是表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀的第一实施方式的主阀关闭、副阀关闭状态(压缩机启动过渡时)的纵剖视图。
图3是表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀的第一实施方式的主阀关闭、副阀打开状态(压缩机启动时)的纵剖视图。
图4A是表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀所使用的柱塞的正视图。
图4B是表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀所使用的柱塞的左侧视图。
图4C是表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀所使用的柱塞的仰视图。
图4D是沿图4A的X-X线的剖视图。
图4E是沿图4B的Y-Y线的剖视图。
图5A是表示第一实施方式的密封部件一个例子的俯视图。
图5B是表示第一实施方式的密封部件一个例子的俯视图。
图6A是表示第一实施方式的控制阀变形例通常控制时的主要部分放大剖视图。
图6B是表示第一实施方式的控制阀变形例压缩机启动过渡时和压缩机启动时的主要部分放大剖视图。
图7是表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀的第二实施方式的主阀打开、副阀关闭状态(通常控制时)的纵剖视图。
图8是表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀的第二实施方式的主阀关闭、副阀关闭状态(压缩机启动过渡时)的纵剖视图。
图9是表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀的第二实施方式的主阀关闭、副阀打开状态(压缩机启动时)的纵剖视图。
图10是表示第一现有例子的压缩机和控制阀之间的制冷剂压力流通状况的图。
图11A是表示第二现有例子的压缩机和控制阀之间的制冷剂压力流通状况的、通常运转时的图。
图11B是表示第二现有例子的压缩机和控制阀之间的制冷剂压力流通状况的、压缩机启动时的图。
符号说明
1：容量可变型压缩机用控制阀(第一实施方式)；2：容量可变型压缩机用控制阀(第二实施方式)；10：阀芯；11：主阀部；12：副阀部；14：密封部件；15：主阀芯；15a：主阀芯部；15h：环状槽(第一实施方式)；15i：环状槽(第二实施方式)；15k：锷状卡止部；16：阀内释放通道；17：副阀芯；17a：副阀芯部(锥状部)；19：导向孔；19A：上侧导向孔；19B：下侧导向孔；20：阀主体；20A：主体部件；20B：支持部件；20C：凹孔；21：阀室；22：阀口；23：副阀座部；25：Pd导入口；26：Pc出入口；27：Ps出入口；30：电磁式促动器；30A：螺线管部；37：柱塞；37k：内锷状挂止部；37s：狭缝；37t：切槽；40：波纹管装置(感压从动部件)；45：感压室；50：闭阀弹簧；Lv：第一升程；La：预定量；Lp：第二升程。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。
<第一实施方式>
图1至图3是分别表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀的第一实施方式的纵剖视图，图1表示主阀打开、副阀关闭的状态(通常控制时)，图2表示主阀关闭、副阀关闭的状态(压缩机启动过渡时)，图3表示主阀关闭、副阀打开的状态(压缩机启动时)。
另外，在本说明书中，上下、左右、前后等位置和方向的表述是为了避免说明变得烦琐根据附图方便而附加的，并不局限于指实际组装于压缩机状态的位置和方向。
另外，在各图中，为了容易理解发明，另外为了便于绘图，有将部件之间形成的间隙和部件之间的间隔距离等，与各个构成部件的尺寸相比变大或变小而描绘的情况。
图示实施方式的控制阀1具备：设有阀口22的阀主体20；具有主阀芯15的阀芯10，该主阀芯15用于将阀口22进行开闭；用于使该阀芯10(主阀芯15)向阀口开闭方向(上下方向)移动的电磁式促动器30；以及作为感压从动部件的波纹管装置40。
电磁式促动器30具备：线圈架38；外装于该线圈架38的通电励磁用的线圈32；通过安装板39安装在线圈架38上侧的连接头31；配设在线圈32内周侧的定子33和吸引部件34；导向管35，该导向管35的上端部通过焊接与定子33和吸引部件34的下端部外周(台阶部)接合；截面为凹状的柱塞37，该柱塞37在吸引部件34的下方以沿上下方向滑动自如的方式配设在导向管35的内周侧；外插在上述线圈32的圆筒状的外壳60；以及保持部件29，该保持部件29配设在该外壳60的下端部和导向管35之间，用于将它们固定在阀主体20的上部。在本例中，截面为凹字状的吸引部件34与圆筒状的定子33的下部内周一体成型。在此，将电磁式促动器30之中去除柱塞37之外的线圈32、定子33和吸引部件34等构成的部分称为螺线管部30A。
另外，在上述定子33的上部，通过压入等方式固定有短圆柱状的固定部件65，在定子33内周侧的上述固定部件65和吸引部件34之间，形成有导入压缩机100的吸入压力Ps的感压室45，在该感压室45配设有作为感压从动部件的波纹管装置40，该波纹管装置40由波纹管41、倒凸字状的上限位件42、倒凹字状的下限位件43以及压缩线圈弹簧44构成。更进一步，在下限位件43的凹部内，嵌插支持有后述的副阀芯17的上部小径部(与副阀芯部17a相反侧的端部)17d，在下限位件43和吸引部件34之间，压缩安装有压缩线圈弹簧46，该压缩线圈弹簧46将波纹管装置40向使其收缩的方向施力。
柱塞37由圆筒状上半部37A和圆柱状下半部37B构成，在圆柱状下半部37B的中央部形成有插通孔37b，该插通孔37b插通有贯穿上述吸引部件34并向下方延伸的副阀芯17的躯体部17b和主阀芯15的上部小径部15f(后面详述)，圆柱状下半部37B上表面的上述插通孔37b的外周部分为挂止部37a，该挂止部37a用于挂止副阀芯17的中间大径卡止部17c。
另外，在吸引部件34和副阀芯17的中间大径卡止部17c(柱塞37)之间压缩安装有柱塞弹簧(开阀弹簧)47，该柱塞弹簧47由将副阀芯17和柱塞37向下方(开阀方向)施力的圆筒状的压缩线圈弹簧构成，副阀芯17(的中间大径卡止部17c)被该柱塞弹簧47向柱塞37按压而成为与该柱塞37一起上下移动。
更进一步，如参照图4A-图4E可以更容易理解，在柱塞37的圆柱状下半部37B的下部(从下端部起仅离开预定距离的上方的部分)，以与上述插通孔37b重叠的方式，(横向)形成有俯视时大致呈半圆形的切槽37t，在该切槽37t的下侧(即、切槽37t和圆柱状下半部37B下端部之间的部分)形成有狭缝37s，该狭缝37s从圆柱状下半部37B下端缘部起直线状地延伸到上述插通孔37b，并且具有与上述插通孔37b孔径大致相同的宽度。上述切槽37t(沿上下方向)的高度比主阀芯15的锷状卡止部15k的高度要若干大，上述狭缝37s(沿上下方向)的高度比主阀芯15的上部小径部15f的高度要若干小，主阀芯15相对柱塞37能够上下移动(后面详述)。另外，考虑到组装性能等，上述狭缝37s(横向上的)宽度比主阀芯15的上部小径部15f的外径要若干大，且比主阀芯15的锷状卡止部15k的外径要小。
阀芯10由沿纵向排列(沿轴线O方向)配置的主阀芯15和副阀芯17构成。
配置在下侧的主阀芯15从下开始依次由下部嵌插部15b、下侧小径部15c、主阀芯部15a、中间小径部15d、上部嵌插部15e、上部小径部15f以及锷状卡止部15k构成，在主阀芯15内部中央以沿纵向贯穿的方式设有附带台阶的贯穿释放孔16A，该贯穿释放孔16A构成阀内释放通道16的一部分，该贯穿释放孔16A的上端部成为副阀座部23，副阀芯17的下端部(副阀芯部)17a与该副阀座部23分离或接触。另外，在主阀芯15的中间小径部15d设有多个横孔16s。
主阀芯15的上部小径部15f宽松地内嵌在上述嵌插孔37b(的比切槽37t靠下侧的部分)，主阀芯15的锷状卡止部15k比上述嵌插孔37b直径大，在柱塞37相对主阀芯15向上方被移动时，锷状卡止部15k被由上述嵌插孔37b的外周部分构成的内锷状挂止部37k钩挂而被挂住卡止。
另外，在主阀芯15的下部嵌插部15b的上端外周(或者下侧小径部15c的下端外周)设有在上下方向上具有预定宽度的环状槽15h，薄板环状的密封部件(密封垫)14以能够上下移动的方式外装在该环状槽15h，该密封部件14由特氟龙(注册商标)或橡胶等挠性材料或弹性材料制成。
在本例之中，上述环状槽15h以下述方式形成：在阀口22处于完全打开状态时(主阀芯15位于最下降位置时、参照图1)，其上表面15ha位于比阀主体20的收容孔18的底面(平面部)只高出密封部件14厚度部分的位置，在阀口22被关闭时(主阀芯15位于最上升位置时、参照图2和图3)，其下表面15hb与收容孔18的底面(平面部)为大致同一平面。另外，具有挠性或弹性的上述密封部件14以内周部分嵌入在上述环状槽15h、外周部分从上述环状槽15h突出的方式，而外装在上述环状槽15h。
此处，考虑到向主阀芯15(的环状槽15h)的安装性，也可以例如图5A所示，在上述密封部件14的内周部分至少形成一个(图示例中，等间隔地形成有4个)切槽14a，也可以如图5B所示，将周方向的一部分(一个地方)切断(切断部分14b)。另外，例如该密封部件14由橡胶等弹性较大的材料制成的情况时，也可以省略上述的切槽14a或切断部分14b。
另外，配置在上述主阀芯15上侧的副阀芯17从下开始依次由与作为贯穿释放孔16A的上端缘部的副阀座部23分离或接触的倒圆锥状的锥状部17a、形成有中间大径卡止部17c的躯体部17b、圆台部17e、以及插入且支持在下限位件43的凹部内的上部小径部17d构成，上述锥状部17a为将阀内释放通道16进行开闭的副阀芯部。在此，副阀部12由副阀座部23和副阀芯部17a构成。在本例中，上述躯体部17b之中的比中间大径卡止部17c靠下侧的部分以具有若干间隙的方式内插在柱塞37的插通孔37b，上述躯体部17b之中的比中间大径卡止部17c靠上侧且比吸引部件靠下侧的部分(配设在圆筒状上半部37A的内侧的部分)与其他部分相比直径若干地扩大。
副阀芯17周边各部分的尺寸形状(例如，躯体部17b和插通孔37b之间的间隙等)以下述方式而设定：在副阀芯17相对主阀芯15向上方被移动的位置(即、阀内释放通道16打开的位置)时，即使有稍微倾斜的状态，伴随该副阀芯17靠近主阀芯15(即、副阀芯17将阀内释放通道16关闭时)，倒圆锥状的副阀芯部(锥状部)17a的下端部进入到贯穿释放孔16A内，副阀芯17通过该副阀芯部17a而相对主阀芯15被调芯。具体来说，以在副阀芯17相对主阀芯15而位于最上升位置时、倒圆锥状的副阀芯部17a的一部分位于贯穿释放孔16A内的方式，来设定各部分的尺寸形状(特别参照图3)。
在将上述阀芯10(主阀芯15和副阀芯17)和柱塞37组装时，例如以将事先组装到阀主体20(的导向孔19)的主阀芯15的锷状卡止部15k和上部小径部15f分别插入到柱塞37的切槽37t和狭缝37s的方式，使该主阀芯15相对柱塞37横向移动，将上部小径部15f嵌插在设于柱塞37中央的嵌插孔37b的状态，之后，将副阀芯17(的比中间大径卡止部17c靠下侧的部分)从上插入到嵌插孔37b即可。
另一方面，上述阀主体20形成为主体部件20A和支持部件20B的分割结构，该主体部件20A的上部中央设有嵌合用的凹孔20C，该支持部件20B通过压入等方式内插固定在上述凹孔20C。
支持部件20B例如由不锈钢(SUS)等硬度比较高的材料制成，在嵌插于上述凹孔20C的嵌插部24的上侧突出设有凸状的限位部24A，该限位部24A用于规定柱塞37的最下降位置。另外，在支持部件20B中央部，以沿纵向贯穿的方式形成有导向孔19(上侧导向孔19A)，该导向孔19滑动自如地嵌插有上述主阀芯15的上部嵌插部15e，该上侧导向孔19A的下端部成为被上述主阀芯15的主阀芯部15a开闭的阀口22(阀座部)。在此，主阀部11由主阀芯部15a和阀口22构成。如上所述，因为支持部件20B由不锈钢等硬度高的材料制成，所以其比重也大。
主体部件20A例如由与不锈钢等相比比重较低的铝、黄铜或树脂等材料(即、硬度比较低的材料)制成，以支持部件20B(的嵌插部24)内插在主体部件20A的凹孔20C的状态下，在上述限位部24A的外周形成有压缩机100的吸入压力Ps的出入室28，并在该出入室28的外周侧形成有多个Ps出入口27。从该Ps出入口27导入到出入室28的吸入压力Ps，通过形成于柱塞37底部的狭缝37s和切槽37t、形成于副阀芯17的躯体部17b和柱塞37的插通孔37b之间的间隙、形成于柱塞37外周和导向管35之间的间隙36等而被导入到上述感压室45。
另外，在主体部件20A的凹孔20C的底部中央，连续设有用于收容主阀芯15的主阀芯部15a的收容孔18，该收容孔18的直径比导向孔19和上述主阀芯部15a大且比凹孔20C的孔径小，在该收容孔18的下部中央，形成有导向孔19(下侧导向孔19B)，该导向孔19滑动自如地嵌插有上述主阀芯15的下部嵌插部15b。在收容孔18的底部外周角部和设在主阀芯15的主阀芯部15a下部外周的台阶部(段丘部)15g之间，压缩安装有由圆锥状的压缩线圈弹簧构成的闭阀弹簧50，通过该闭阀弹簧50的施力，主阀芯15(的上部嵌插部15e和上部小径部15f之间的台阶部)被按压到柱塞37。
上述收容孔18内(上述支持部件20B的比阀口22靠下侧的部分)成为阀室21，在该阀室21设有多个与压缩机100的排出室106连通的Pd导入口25。在主体部件20A的Pd导入口25的外周，配设有环状的过滤部件25A。
另外，在主体部件20A的下端部，通过卡合、压入等方式固定有作为过滤件而起作用的盖状部件48，比该盖状部件48靠上侧且比主阀芯15靠下侧的部分，成为与压缩机100的曲轴室104连通的Pc出入室(出入口)26。该Pc出入室(出入口)26通过贯穿释放孔16A→横孔16s→上侧导向孔19A下部和中间小径部15d之间的间隙→阀口22和主阀芯部15a之间的间隙→阀室21而与上述Pd导入口25连通。
另外，在本实施方式中，用于将曲轴室104的压力Pc通过Ps出入口27释放到压缩机100的吸入室107的阀内释放通道16，由形成于主阀芯15的贯穿释放孔16A、设于柱塞37内的切槽37t和狭缝37s、出入室28等构成，通过副阀芯17的副阀芯部17a与副阀座部23分离或接触而将上述阀内释放通道16进行开闭，该副阀座部23为主阀芯15的贯穿释放孔16A的上端缘部。
在此，在本实施方式的控制阀1之中，如图1所示，柱塞37、主阀芯15以及副阀芯17位于最下降位置状态(柱塞37的最下端面与限位部24A抵接，主阀部11完全打开、副阀部12完全关闭)时，主阀芯15的主阀芯部15a和阀口22(阀座部)之间的上下方向上的间隔距离为第一升程Lv，柱塞37的内锷状挂止部37k和主阀芯15的锷状卡止部15k之间的间隔距离为预定量La，上述柱塞37的最大升程(第二升程)Lp(从柱塞37的最下降位置到最上升位置的升程)为第一升程Lv+预定量La。
以下，对上述构成的控制阀1的动作进行简述。
在通常控制时(Pd→Pc控制时)，柱塞37的升程最大也就是上述第一升程Lv多，压缩机启动时(Pc→Ps控制时)，柱塞37的升程为上述第二升程Lp。
即、通常控制时(Pd→Pc控制时)，当由线圈32、定子33和吸引部件34等构成的螺线管部30A被通电励磁时，柱塞37被吸引部件34拉近，伴随此，副阀芯17的中间大径卡止部17c与柱塞37的挂止部37a卡止，所以副阀芯17与柱塞37一体地向上方移动，追随该动作，主阀芯15受闭阀弹簧50的施力而向上方(闭阀方向)移动。另一方面，从压缩机100导入到Ps出入口27的吸入压力Ps，从出入室28通过柱塞37的狭缝37s和切槽37t等被导入到感压室45，波纹管装置40(内部为真空压)根据感压室45的压力(吸入压力Ps)而进行伸缩变位(吸入压力Ps高时收缩，低时伸长)，该变位通过柱塞37和副阀芯17传递到主阀芯15，由此，阀开度(阀口22与主阀芯部15a之间的间隔距离)被调整，根据该阀开度，曲轴室104的压力Pc被调整。伴随此，压缩机100的斜板102的倾斜角度和活塞105的行程被调整，排出容量被增减。
此时，主阀芯15受闭阀弹簧50的施力而始终向上被施力，并且，副阀芯17受开阀弹簧47的施力而始终向下被施力，所以，副阀芯部17a为向副阀座部23被按压的状态(副阀部12为闭阀)，阀内释放通道16在主阀芯15内被遮断。因此，曲轴室压力Pc不会通过阀内释放通道16而被释放到吸入室107。
与此相对，在压缩机启动时，螺线管部30A被通电励磁，柱塞37被吸引部件34拉近，副阀芯17与该柱塞37一起向上方移动，追随该向上方的移动，主阀芯15被向上方移动，阀口22被主阀芯15的主阀芯部15a关闭之后，柱塞37更进一步地向上方移动，由此，副阀芯17将阀内释放通道16打开，曲轴室104的压力Pc通过机内释放通道108和阀内释放通道16这两个通道而被释放到吸入室107。
详细来说，在柱塞37向上方的移动量达到第一升程Lv为止，主阀芯15通过闭阀弹簧50的施力以追随柱塞37和副阀芯17向上方的移动的方式而向闭阀方向移动，若上述向上方的移动量达到第一升程Lv，则阀口22被主阀芯15的主阀芯部15a关闭(图2所示状态)，柱塞37从该主阀部11的闭阀状态更进一步地向上方移动上述预定量La(图3所示状态)。换句话说，柱塞37向上方的移动量达到上述第一升程Lv之后，副阀芯17只被提升柱塞37的内锷状挂止部37k与主阀芯15的锷状卡止部15k卡止为止的预定量La(第一升程Lv+预定量La＝第二升程Lp)。此时，主阀芯15仍为闭阀状态而不动，所以，副阀芯17的副阀芯部17a从副阀座部23被提升预定量La，由此，阀内释放通道16被打开。若柱塞37的内锷状挂止部37k与主阀芯15的锷状卡止部15k卡止，则即使螺线管部30A产生吸引力，柱塞37和副阀芯17也不会更进一步地被提升。
此处，若阀口22被主阀芯15的主阀芯部15a关闭(图2和图3所示状态)，通过Pd导入口25与压缩机100的排出室106连通的收容孔18内(阀室21内)，成为比与曲轴室104连通的Pc出入室(出入口)26高的高压。于是，以配设在阀室21内且能够上下移动的方式外装在主阀芯15的环状槽15h的密封部件14，由于该阀室21和Pc出入室(出入口)26之间的压力差，以与形成在主阀芯15的下部嵌插部15b(的外周面)和下侧导向孔19B(的内周面)之间的滑动面间隙的阀室21侧(高压侧)端部紧密接触的方式被按压(此处，外周部分与构成滑动面间隙的阀室21侧(高压侧)端部的收容孔18的底面(平面部)抵接)，阀室21和Pc出入室(出入口)26之间的滑动面间隙被该密封部件14封闭。
另外，图示例之中，在阀口22打开时(图1所示状态)，以密封部件14与滑动面间隙的阀室21侧(高压侧)端部抵接的方式来设定主阀芯15的环状槽15h等的尺寸形状，但是在该状态时，Pd导入口25通过阀室21→阀口22和主阀芯部15a之间的间隙→上侧导向孔19A下部和中间小径部15d之间的间隙→横孔16s→释放孔16A而与Pc出入室(出入口)26连通，所以不一定有必要将上述滑动面间隙封闭。
在这样的本实施方式的控制阀1中，在构成阀芯10的主阀芯15配设有具有挠性或弹性的密封部件14，在阀口22被主阀芯15关闭时，该密封部件14与形成在主阀芯15(的下部嵌插部15b)(的外周面)和以滑动自如的方式嵌插有该主阀芯15的导向孔19(下侧导向孔19B)(的内周面)之间的滑动面间隙的高压侧端部抵接而将该滑动面间隙封闭，所以，例如与在阀芯和导向孔之间安装O形圈等的密封部件的现有例子相比，不需要严格的零部件精度，就能够减小阀内部的泄漏量并抑制效率的降低，并能使阀被锁住、阀芯被抛开等动作不良难以发生，并且，不仅能够抑制对滑动阻力的影响，而且能够抑制对控制特性的影响。
另外，将上述滑动面间隙封闭的密封部件(密封垫)14，也可以如图6A、图6B所示，安装在阀主体20(的主体部件20A)侧。该情况下，密封部件14的内周部分嵌入在设于阀芯10(的主阀芯15)的外周的环状槽15h(图示例之中，主阀芯部15a和下部嵌插部15b之间的下侧小径部15c的外周部分)、外周部分安装在阀主体20(的主体部件20A的收容孔18的底面)。此处，上述密封部件14也可以如图示例所示，通过加箍等方式固定在阀主体20，也可以如上述实施方式所述，以能够上下移动的方式安装在阀主体20。另外，在该情况下，上述密封部件14也可以如上所述，在内周部分至少形成一个切槽，也可以将周方向的一部分(一个地方)切断。
像这样，即使在阀主体20配设有具有挠性或弹性的密封部件14的情况时，在阀口22被主阀芯15关闭时，该密封部件14与形成在主阀芯15(的下部嵌插部15b)(的外周面)和以滑动自如的方式嵌插有该主阀芯15的导向孔19(下侧导向孔19B)(的内周面)之间的滑动面间隙的高压侧端部抵接而将该滑动面间隙封闭，所以能够得到与上述第一实施方式的控制阀1同样的作用效果。
<第二实施方式>
图7至图9是分别表示本发明的容量可变型压缩机用控制阀的第二实施方式的纵剖视图，图7表示主阀打开、副阀关闭的状态(通常控制时)，图8表示主阀关闭、副阀关闭的状态(压缩机启动过渡时)，图9表示主阀关闭、副阀打开的状态(压缩机启动时)。
第二实施方式的控制阀2与上述第一实施方式的控制阀1相比，基本上只在阀主体和阀芯的主阀芯的结构上不同。所以，对于与第一实施方式有同样的功能的结构，付与相同的符号并省略其详细的说明，以下只对上述不同之处进行详细说明。
在本实施方式的控制阀2中，相对第一实施方式的控制阀1，主阀芯15的上部嵌插部15e和中间小径部15d较长地形成，并省略了主阀芯部15a下侧的下侧小径部15c和下部嵌插部15b。
另外，在主阀芯15的中间小径部15d的上端外周(或者上部嵌插部15e的下端外周)形成有环状槽15i，与上述第一实施方式同样的密封部件(密封垫)14以能够若干上下移动的方式外装在该环状槽15i。
在本例中，上述环状槽15i以下述方式形成：在阀口22处于完全打开状态时(主阀芯15位于最下降位置时、参照图1)，其下表面15ib位于比横孔25s(后面详述)更上方的位置，该横孔25s设在阀主体20的支持部件20B的嵌插部24的下侧小径部24b的中间，在阀口22被关闭时(主阀芯15位于最上升位置时、参照图2和图3)，其上表面15ia与设在上述嵌插部24的下侧小径部24b内周的内周槽24d的上表面(平面部)(后面详述)为大致同一平面。
另外，阀主体20的支持部件20B的嵌插部24形成为附带有台阶，在上侧大径部24a(外形相当于第一实施方式的嵌插部24)的下侧，设有上下方向上的长度比该上侧大径部24a更长的下侧小径部24b，在该下侧小径部24b下端，锷状抵接部24c以向外侧突出的方式而设置，该锷状抵接部24c与主体部件20A的凹孔20C和收容孔18之间的台阶部(段丘部)抵接。
另外，为接受外装在上述环状槽15i的密封部件14之中的从该环状槽15i突出的外周部分，在嵌插部24的下侧小径部24b内周形成有沿上下方向伸长的内周槽24d。
另一方面，阀主体20的主体部件20A的凹孔20C也形成为附带有台阶，其由嵌插有上述上侧大径部24a的上侧大径孔20Ca(外形相当于第一实施方式的凹孔20C)和嵌插有上述下侧小径部24b的下侧小径孔20Cb构成，在下侧小径孔20Cb底部中央，连续设有收容主阀芯15的主阀芯部15a的附带台阶的收容孔18。在设于收容孔18内周的台阶部和设于主阀芯15的主阀芯部15a下部外周的台阶部(段丘部)15g之间，压缩安装有由圆锥状的压缩线圈弹簧构成的闭阀弹簧50。
另外，虽然收容孔18内(上述支持部件20B的比阀口22靠下侧的部分)成为阀室21，但是在此，在上述凹孔20C的下侧小径孔20Cb设有多个与压缩机100的排出室106连通的Pd导入口25，在该Pd导入口25的外周，外装有环状的过滤部件25A，(取代主阀芯15的中间小径部15d)在上述嵌插部24的下侧小径部24b，设有多个与上述Pd导入口25连通的横孔25s，与压缩机100的曲轴室104连通的Pc出入室(出入口)26通过阀室21→阀口22和主阀芯部15a之间的间隙→导向孔19(上侧导向孔19A)的下部和中间小径部15d之间的间隙→下侧小径部24b的横孔25s→下侧小径部24b和下侧小径孔20Cb之间的间隙(后面详述)而与上述Pd导入口25连通。
另外，在本实施方式中，上侧大径部24a的外周和上侧大径孔20Ca的内周抵接(换句话说，上侧大径部24a嵌合(内接)在上侧大径孔20Ca)，以下侧小径部24b的外周和下侧小径孔20Cb内周之间具有若干间隙的姿势，支持部件20B内插固定在主体部件20A的凹孔20C。
在本实施方式的控制阀2之中，若阀口22被主阀芯15的主阀芯部15a关闭(图8和图9所示状态)，通过Pd导入口25与压缩机100的排出室106连通的下侧小径孔20Cb内，成为比通过Ps出入口27与压缩机100的吸入室107连通的出入室28高的高压。于是，以设在下侧小径孔20Cb内的方式而能够上下移动地外装在主阀芯15的环状槽15i的密封部件14，由于该下侧小径孔20Cb内和出入室28之间的压力差，以与形成在主阀芯15的上部嵌插部15e(的外周面)和导向孔19(上侧导向孔19A)(的内周面)之间的滑动面间隙的下侧小径孔20Cb侧(高压侧)端部紧密接触的方式被按压(此处，外周部分与构成滑动面间隙的下侧小径孔20Cb侧(高压侧)端部的内周槽24d的上表面(平面部)抵接)，下侧小径孔20Cb内和出入室28之间的滑动面间隙被该密封部件14封闭。
所以，如此构成的第二实施方式的控制阀2，也能够得到与上述第一实施方式的控制阀1同样的作用效果。
另外，在第二实施方式之中，在阀口22打开时(图7所示状态)，以密封部件14从滑动面间隙的下侧小径孔20Cb侧(高压侧)端部分离的方式来设定主阀芯15的环状槽15i等的尺寸形状。
在上述第一和第二实施方式之中，采用以下类型的控制阀1、2：阀芯10由主阀芯15和副阀芯17构成，利用形成在主阀芯15内的阀内释放通道16(贯穿释放孔16A)将压缩机100的曲轴室104的压力Pc通过Ps出入口27释放到吸入室107，但是，本发明当然也适用于阀芯10的主阀芯15和副阀芯17一体成型、并省略主阀芯15的贯穿释放孔(以及伴随其的阀内释放通道)类型的控制阀(例如参照专利文献1等)。

Claims (13)

1.一种容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，具备：阀主体，该阀主体具有设有阀口的阀室和与压缩机的吸入室连通的Ps出入口，在比所述阀口靠上游一侧设有与压缩机的排出室连通的Pd导入口，且在比所述阀口靠下游一侧设有与所述压缩机的曲轴室连通的Pc出入口；阀芯，该阀芯用于开闭所述阀口；电磁式促动器，该电磁式促动器具有用于使该阀芯向阀口开闭方向移动的柱塞；感压室，该感压室通过所述Ps出入口从所述压缩机导入吸入压力Ps；以及感压从动部件，该感压从动部件根据该感压室的压力而将所述阀芯向阀口开闭方向进行施力，
所述阀芯以滑动自如的方式嵌插在设于所述阀主体的导向孔，
在所述阀芯或所述阀主体配设有具有挠性或弹性的密封部件，以在所述阀口被所述阀芯关闭时，该密封部件与形成在所述阀芯和所述导向孔之间的滑动面间隙的高压侧端部抵接而将该滑动面间隙封闭，
所述密封部件位于所述阀室且安装在设于所述阀芯外周的环状槽，
在所述阀口被所述阀芯关闭时，所述环状槽的下表面与所述阀室的底面为大致同一平面，所述密封部件被所述阀室内的压力按压成与所述环状槽的下表面和所述阀室的底面紧密接触，从而将所述滑动面间隙封闭，
或者，在所述阀口被所述阀芯关闭时，所述环状槽的上表面与所述阀室的上表面为大致同一平面，所述密封部件被所述阀室内的压力按压成与所述环状槽的上表面和所述阀室的上表面紧密接触，从而将所述滑动面间隙封闭。
2.根据权利要求1所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，所述密封部件呈内周部分嵌入在所述环状槽、外周部分从所述环状槽突出的环状。
3.根据权利要求2所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，在所述密封部件的内周部分至少形成一个切槽。
4.根据权利要求2所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，所述密封部件的周方向的一部分被切断。
5.根据权利要求1至4之中任一项所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，所述密封部件以能够上下移动的方式安装在所述环状槽。
6.根据权利要求1所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，所述密封部件安装在所述阀主体。
7.根据权利要求6所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，所述密封部件呈内周部分嵌入在设于所述阀芯外周的环状槽、外周部分安装在所述阀主体的环状。
8.根据权利要求7所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，在所述密封部件的内周部分至少形成一个切槽。
9.根据权利要求7所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，所述密封部件的周方向的一部分被切断。
10.根据权利要求6至9之中任一项所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，所述密封部件固定在所述阀主体、或者以能够上下移动的方式安装在所述阀主体。
11.根据权利要求1所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，在所述滑动面间隙的高压侧端部设有平面部，所述密封部件抵接在该平面部。
12.根据权利要求1所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，在所述阀口被打开时，所述密封部件从所述滑动面间隙的高压侧端部分离。
13.根据权利要求1所述的容量可变型压缩机用控制阀，其特征在于，所述阀芯由主阀芯和副阀芯构成，该主阀芯将所述阀口进行开闭，并在其内部设有将所述曲轴室的压力Pc通过所述Ps出入口释放到所述压缩机的吸入室的阀内释放通道，该副阀芯将该阀内释放通道进行开闭，在嵌插于所述导向孔的所述主阀芯或所述阀主体配设有所述密封部件。
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