CN107148527B - 容量控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明能够防止外部流体流入容量控制阀的安装孔，并且能够使高压气体的穿透漏泄引起的安装孔内的滞留气体向外部排出。容量控制阀(1)，其插入并装配于安装孔(3)中，该安装孔(3)设置在作为容量控制对象的装置的套管，上述容量控制阀(1)的特征为，容量控制阀(1)具备密封唇(46)，密封唇(46)在靠近安装孔(3)的入口一侧，且嵌合安装于容量控制阀(1)的外周部的嵌合安装部(41)，并且密封唇(46)的唇部(46b)抵接于安装孔(3)的内周面。

Description

容量控制阀
技术领域
本发明涉及将工作流体的流量或者压力进行可变控制的容量控制阀，例如，涉及按照压力负载对在汽车等的空调系统中使用的容量可变型压缩机等的排出量进行控制的容量控制阀。
背景技术
例如，如图5所示，按照压力负载对容量可变型压缩机的排出量进行控制的容量控制阀50具备：由金属材料或者树脂材料形成的阀壳体51；以往复运动自如的方式配置于阀壳体51内的阀芯52；将阀芯52向一个方向进行施力的压敏体53；与阀壳体51连接并给阀芯52带来电磁驱动力的螺线管54等。
螺线管54具备：与阀壳体51连结的套管55；以将套管55的上部开口部进行密封的方式设置的端部部件56；一端部封闭的套筒57；配置在套管55以及套筒57的内侧的圆筒状的固定铁芯58；在固定铁芯58的内侧往复运动自如且其前端与阀芯52连结的驱动杆59；固定安装于驱动杆59的另一端侧的可动铁芯60；对可动铁芯60进行施力的螺旋弹簧61；以及经由线轴卷绕在套筒57外侧的励磁用的线圈62等。套管55和端部部件56是通过将套管55的上端进行铆接而一体地结合的，在二者之间设有O形密封圈78，对螺线管54的内部进行密封。
另外，阀壳体51具备：形成于排出侧通路的中途的第一阀箱65；形成于吸入侧通路的中途的第二阀箱66；以及靠近容量可变型压缩机的控制室(省略图示)形成的第三阀箱67等。
此外，Ps表示吸入压力，Pd表示排出压力，Pc表示控制室压力。
这种容量控制阀50是通过插入到在容量可变型压缩机的套管70形成的安装孔71中并将C形密封圈74安装在安装孔71的开口端部来进行固定的。在该状态下，第一阀箱65、第二阀箱66以及第三阀箱67的各端口65a、66a以及67a与套管70内的制冷剂通路连通。另外，为了将各端口65a、66a以及67a进行密封，在阀壳体51的凹部嵌合安装第一O形密封圈68以及第二O形密封圈69，并且在套管55的凹部嵌合安装第三O形密封圈72。并且，还已知有如下发明(以下，称为“现有技术1”。例如，参照专利文献1)，即在套管55和端部部件56的连接部且在套管55的上端部外周配设第四O形密封圈73，利用该O形密封圈73和安装孔71的内周面之间的接触，从而防止来自外部的水、泥等的流入(参照箭头75)。
另外，还已知有如下发明(以下，称为“现有技术2”。例如，参照专利文献2)，即替代现有技术1的第四O形密封圈73，而将弹性变形自如的唇状密封部件以与安装孔71的开口端部对置的方式通过一体成形设于端部部件56的外周侧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009－281408号公报
专利文献2：日本特开2010－196794号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在上述现有技术1中，容量控制阀50在例如在二氧化碳用的高压状态下使用的情况下，如果发生用箭头76所示的穿透漏泄，则有可能在第三O形密封圈72和第四O形密封圈73之间的间隙部77产生高压气体的滞留。如果产生高压气体的滞留，则由于第四O形密封圈73的直径比第三O形密封圈72的直径大，因而在拆卸容量控制阀50时，存在容量控制阀50飞出到外部，与事故相关联这样的问题。
另外，在上述现有技术2中，由于在端部部件56通过一体成形设置密封部件，因而制作端部部件56的模制件的分模形状产生限制，存在端部部件56的形状受限这样的问题。
本发明是为了解决上述现有技术所具有的问题而完成的，其目的是提供如下的容量控制阀，即能够防止来自外部的含有水、灰尘、泥等的流体(以下，有时称为“外部流体”)流入容量控制阀的安装孔，并且能够使高压气体的穿透漏泄引起的安装孔内的滞留气体(以下，有时称为“内部流体”)向外部排出，且具备制作以及组装容易的密封单元。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，方案一的本发明的容量控制阀，其插入并装配于安装孔中，该安装孔设置在作为容量控制的对象的装置的套管，
上述容量控制阀的特征在于，
上述容量控制阀具备密封唇，
上述密封唇在靠近上述安装孔的入口一侧且嵌合安装于上述容量控制阀的外周部的嵌合安装部，并且上述密封唇的唇部抵接于上述安装孔的内周面。
根据该特征，能够防止外部流体流入容量控制阀的安装孔，并且能够使高压气体的穿透漏泄引起的安装孔内的滞留气体(内部流体)向外部排出，在拆卸容量控制阀时，能够消除容量控制阀飞出到外部，与事故相关联这样的问题，并且密封单元的制作以及组装容易。另外，密封唇是从容量控制阀的主体独立的部件，所以和与容量控制阀的主体一体形成的情况相比，容量控制阀的主体的形状的自由度增大。
另外，方案二的本发明的容量控制阀是在方案一的基础上，其特征在于，上述嵌合安装部设于构成上述容量控制阀的套管和端部部件的连结部。
根据该特征，能够利用套管和端部部件的连结部来安装密封唇，不需要为了安装密封唇而实施特别的部件加工。
另外，方案三的本发明的容量控制阀是在方案一或者方案二的基础上，其特征在于，上述密封唇的截面呈大致L字形状。
根据该特征，利用嵌合安装来固定L字的密封唇的一片，并能够将另一片作为唇，所以能够沿着容量控制阀的圆筒形状的外周紧凑地安装。尤其是，在将密封唇的一片嵌合安装地装配于套管和端部部件之间的情况下，能够更为紧凑地安装。
另外，方案四的本发明的容量控制阀是在方案一至方案三的任一方案的基础上，其特征在于，上述唇部配设在与上述安装孔的内周面正交的方向上。
根据该特征，无需使密封唇嵌合安装部的构造特别便能够安装。
另外，方案五的本发明的容量控制阀是在方案一至方案三的任一方案的基础上，其特征在于，上述唇部以其前端朝向上述安装孔的上述外部侧的方式倾斜地配设，在上述唇部的倾斜侧的面和上述外周部之间设置间隙。
根据该特征，当受到外部流体的压力时，则唇部的滑动接触压力变大，反之，当受到内部流体的压力时，则唇部的滑动接触压力变小的同时变得容易变形，因而能够可靠防止外部流体的流入，并且使内部流体的排出变得容易。
另外，方案六的本发明的容量控制阀是在方案五的基础上，其特征在于，在上述唇部的向上述外部侧倾斜的一侧的面设置突起，上述突起抵接于上述外周部。
根据该特征，由于起因于突起和外周部外的抵接而能对唇部附加挤压力，因而能够防止外部流体所含的灰尘以及泥等进入唇部的内侧并进行堆积。
另外，方案七的本发明的容量控制阀是在方案一至方案六的任一方案的基础上，其特征在于，上述密封唇由橡胶材料形成。
根据该特征，能够可靠地进行密封，尤其是，在套管和端部部件之间夹持安装密封唇，并将套管进行铆接而使其与端部部件一体化的情况下，密封唇还作为缓冲部件发挥功能，能够防止因过度铆接所致的端部部件的损伤。
发明的效果
本发明起到以下的有益效果。
(1)能够防止外部流体流入容量控制阀的安装孔，并且能够使高压气体的穿透漏泄引起的安装孔内的滞留气体(内部流体)向外部排出，在拆卸容量控制阀时，能够消除容量控制阀飞出到外部，与事故相关联这样的问题。并且，密封单元的制作以及组装容易。另外，由于密封唇是从容量控制阀的主体独立的部件，所以和与容量控制阀的主体一体形成的情况相比，容量控制阀的主体的形状的自由度增大。
(2)嵌合安装部设于构成容量控制阀的套管和端部部件的连结部，从而能够利用套管和端部部件的连结部来安装密封唇，不需要为安装密封唇而实施特别部件的加工。
(3)密封唇的截面呈大致L字形状，从而利用嵌合安装来固定L字的密封唇的一片，并能够将另一片作为唇，所以能够沿着容量控制阀的圆筒形状的外周紧凑地进行安装。尤其是在将密封唇的一片嵌合安装地装配于套管和端部部件之间的情况下，能够更为紧凑地安装。
(4)唇部配设于与安装孔的内周面正交的方向上，从而无需使密封唇嵌合安装部的构造特别便能够安装。
(5)唇部以其前端朝向安装孔的外部侧的方式倾斜地配设，在唇部的倾斜侧的面和外周部之间设置间隙，从而当受到外部流体的压力时，则唇部的滑动接触压力变大，反之，当受到内部流体的压力时，则唇部的滑动接触压力变小的同时变得容易变形，因而能够可靠防止外部流体的流入，并且使内部流体的排出变得容易。
(6)在唇部的向外部侧倾斜的一侧的面上设置突起，突起抵接于外周部，从而起因于突起和外周部外的抵接而能对唇部附加挤压力，因而能够防止外部流体所含的灰尘以及泥等进入唇部的内侧堆积。
(7)密封唇由于由橡胶材料形成，从而能够可靠地进行密封，尤其是在套管和端部部件之间夹持安装密封唇，并将套管进行铆接使其与端部部件一体化的情况下，密封唇还作为缓冲部件发挥功能，能够防止因过度铆接所致的端部部件的损伤。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的容量控制阀的剖视图。
图2是对本发明的实施例1的密封单元进行说明的图。
图3是对本发明的实施例2的密封单元进行说明的图。
图4是对本发明的实施例3的密封单元进行说明的图。
图5是表示现有技术的容量控制阀的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，基于实施例对用于实施本发明的方式举例进行说明。但是，在该实施例记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别明示的记载，宗旨不是将本发明的保护范围仅限定为这些内容。
实施例1
参照图1以及图2，对本发明的实施例1的容量控制阀进行说明。
容量控制阀1具备：由金属材料或者树脂材料形成的阀壳体10；在阀壳体10内以往复运动自如的方式配置的阀芯15；将阀芯15向一个方向施力的压敏体20；与阀壳体10连接且给阀芯15带来电磁驱动力的螺线管30等。
螺线管30具备：与阀壳体10连结且由金属材料形成的套管31；一端部封闭的套筒32；配置在套管31以及套筒32的内侧的圆筒状的固定铁芯33；在固定铁芯33的内侧往复运动自如且其前端与阀芯15连结并形成连通路16的驱动杆34；固定安装于驱动杆34的另一端侧的可动铁芯35；向使阀芯15开阀的方向对可动铁芯35施力的螺旋弹簧36；经由线轴卷绕在套筒32的外侧的励磁用的线圈37以及以将套管31的上端开口部进行密封的方式设置的端部部件38等。
阀壳体10具备：作为排出侧通路发挥功能的端口11、12、13；与阀芯15的连通路16一起作为吸入侧通路发挥功能的端口13、14；形成于排出侧通路的中途的第一阀箱17；形成于吸入侧通路的中途的第二阀箱18；以及形成于排出侧通路以及吸入侧通路的第三阀箱19等。
符号Ps表示作为控制对象的容量可变型压缩机的吸入压力，Pd表示排出压力，Pc表示控制室压力。
阀芯15具备：形成为大致圆筒状且位于一端侧的第一阀部25；位于另一端的第二阀部26；隔着第一阀部25在与第二阀部26相反侧并通过后安装方法连结的第三阀部27；以及在其轴线方向上从第二阀部26贯通至第三阀部27并作为吸入侧通路发挥功能的连通路16等。
第三阀部27做成为从自第一阀箱17朝向第三阀箱19缩径的状态进行扩径的形状，在扩径部中，形成与连接器28对置的锥形状的配合面27a。
压敏体20配置在第三阀箱19内，并以如下方式进行动作，即、通过其伸长(膨胀)，给第一阀部25向开阀方向带来作用力，并且伴随着周围的压力增加进行收缩，对给第一阀部25带来的作用力进行减弱。
在套管31的上端开口部通过将其向内侧铆接从而固定有圆板状的套环39以及端部部件38。套环39的中央嵌入有套筒32。连接端子40从在套筒32的外侧经由线轴卷绕的励磁用的线圈37延伸出来，并贯通套环39引出到端部部件38内的空间。
端部部件38以从上方将内装于套管31的部件整体进行密封的方式来进行安装。端部部件38由树脂成形材料构成，将与外部电源相连的连接端子40进行模制，形成为大致圆筒状。
在套管31的上端部和端部部件38的下端外周部之间设有密封单元45，其用于气密地保持螺线管30的内外，并且防止外部流体的浸入。
关于密封单元45在后文中详细进行说明。
如上述构成的容量控制阀1是以阀壳体10为先插入到在容量可变型压缩机的套管2形成的安装孔3内并将安装于安装孔3的开口端部的C形密封圈4与端部部件38的阶梯部38a配合来进行固定。在该状态下，第一阀箱17、第二阀箱18以及第三阀箱19的各端口11、14以及13与套管2内的制冷剂通路连通。另外，为了将各端口11、14以及13进行划分来密封，在阀壳体10的凹部嵌合安装第一O形密封圈5以及第二O形密封圈6，并且在套管31的凹部嵌合安装第三O形密封圈7。
容量控制阀1以阀壳体10的外径＜套管31的外径＜端部部件38的外径的关系的方式将阀壳体10侧设定得较细，将端部部件38侧设定得较粗。安装孔3大致按照容量控制阀1的形状使入口侧的直径较大且随着朝向里侧阶段地使直径变小，容量控制阀1在安装孔3内以阀壳体10侧为先变得容易插入。设有密封单元45的部分的安装孔3的直径D1比设有第三O形密封圈7的部分的直径D2大。
另一方面，容量控制阀1在例如二氧化碳用的高压状态下使用的情况下，发生用箭头29所示的穿透漏泄，在第三O形密封圈7和密封单元45之间的间隙部S产生高压气体的滞留。就因滞留的内部流体产生的力而言，相比第三O形密封圈7，密封单元45的受压面积大，因而较大地作用于密封单元45的部分。
其次，参照图2对密封单元45进行说明。
密封单元45具有如下作用：防止来自外部的含有水、灰尘、泥等的外部流体8流入安装孔3，并且将起因于第三O形密封圈7的穿透漏泄29而滞留于间隙部S的内部流体29a向外部排出，其设于靠近安装孔3的入口一侧。
在图2中，密封单元45为了防止外部流体向安装孔3内流入，而嵌合安装于在靠近安装孔3的入口一侧处的套管31和端部部件38的连结部设置的嵌合安装部41。在嵌合安装部41设于套管31和端部部件38的连结部的情况下，密封单元45能够兼有以往为将螺线管30的内部进行密封而设置的O形密封圈(例如，参照图5的符号78)的作用，而为优选。
密封单元45具备密封唇46，该密封唇46的截面呈大致L字的形状。密封唇46的基部46a嵌入在端部部件38形成的凹部38b，并且通过向套管31的上端31a的内侧的铆接，从而夹持安装于端部部件38的凹部38b和套管31的上端31a之间。利用密封唇46的基部46a来将螺线管30的内部进行密封。
另外，密封唇46的唇部46b配设在与安装孔3的内周面正交的方向上，并以适当的挤压力抵接于内周面。唇部46b用于防止外部流体流入安装孔3内。
密封唇46优选是由橡胶材料形成。
在图2中，由于端部部件38的外径比套管31的外径大，所以在嵌合安装部41形成阶梯部，密封唇46的唇部46b的外部侧的面(图2中的上表面)抵接并支撑于阶梯部，并且内部侧的面(图2中的下表面)以接触或者离开自如的方式支撑于套管31的上端31a的端部。
本实施例的情况下，具有在套管31和端部部件38的连结部不用实施特别的加工便能够装配密封唇46这样的优点，但另一方面，由于因在间隙部S内滞留的内部流体29a的压力所致的唇部46b的能够变形的区域小而为端部部件38的外表面和安装孔3的内表面的间隙d，因此需要使唇部46b的前端容易变形。
实施例1的容量控制阀1具有上述结构，起到如下显著效果。
(1)能够防止外部流体流入容量控制阀1的安装孔3，并且能够使高压气体的穿透漏泄引起的安装孔内的滞留气体(内部流体)向外部排出，在拆卸容量控制阀1时，能够消除容量控制阀1飞出到外部，与事故相关联这样的问题。
(2)密封单元45的制作以及组装容易。
(3)由于密封唇46是从容量控制阀1的主体独立的部件，所以和与容量控制阀1的主体一体形成的情况相比，容量控制阀1的主体的形状的自由度增大。
(4)在套管31和端部部件38的连结部不实施特别的加工便能装配密封唇46。
(5)密封唇46由于由橡胶材料形成，从而能够可靠地进行密封，尤其是在套管31和端部部件38之间夹持安装密封唇46，并将套管31进行铆接使其与端部部件38一体化的情况，密封唇46还作为缓冲部件发挥功能，防止因过度铆接所致的端部部件38的损伤。
实施例2
参照图3的同时对本发明的实施例2进行说明。
实施例2在密封唇的形状不同这一点上与实施例1不同，但其它点与实施例1基本相同，与实施例1相同的部件标记相同符号，省略重复说明。
在图3中，密封唇47的基部47a嵌入在端部部件38形成的凹部38b，并利用向套管31的上端31a的内侧的铆接，从而夹持安装于端部部件38的凹部38b和套管31的上端31a之间。
密封唇47的唇部47b以其前端朝向安装孔3的外部侧的方式倾斜地配设，在唇部47b的倾斜侧的面47c和端部部件38的外周部38c之间设有间隙。即、密封唇47的唇部47b朝向安装孔3的外部侧倾斜。为此，端部部件38的外周部38c以外径侧朝向安装孔3的外部侧的方式倾斜形成。
由于唇部47b的前端以朝向安装孔3的外部侧的方式倾斜地配设，因而密封唇47的唇部47b在受到外部流体8的压力时，则滑动接触部47d的接触压力增大，相反地在间隙部S内受到滞留内部流体29a的压力时，则滑动接触部47d的接触压力减少。另外，由于在唇部47b的倾斜侧的面47c和端部部件38的外周部38c之间设有间隙，因而唇部47b在几乎整个面上受到外部流体8的压力，容易向接触压力增大的方向进行变形，相反地，唇部47b因内部流体29的压力而能够容易向接触压力减少的方向进行变形。
如上述，能够成为外部流体8难以浸入而内部流体29容易排出的构造。
实施例2的容量控制阀1具有上述结构，起到以下显著效果。
(1)能够防止外部流体流入容量控制阀1的安装孔3，并且能够使高压气体的穿透漏泄引起的安装孔内的滞留气体(内部流体)向外部排出，在拆卸容量控制阀1时，能够消除容量控制阀1飞出到外部，与事故相关联这样的问题。
(2)密封单元45的制作以及组装容易。
(3)由于密封唇47是从容量控制阀1的主体独立的部件，所以和与容量控制阀1的主体一体形成的情况相比，容量控制阀1的主体的形状的自由度增大。
(4)外部流体8难以浸入，而内部流体29a容易排出。
实施例3
参照图4的同时对本发明的实施例3进行说明。
实施例3在密封唇设有突起这一点上与实施例2不同，但其它点与实施例2基本相同，与实施例2相同的部件标记相同符号，省略重复说明。
在图4中，密封唇48的基部48a嵌入在端部部件38形成的凹部38b，并且利用向套管31的上端31a的内侧的铆接，从而夹持安装于端部部件38的凹部38b和套管31的上端31a之间。
密封唇48的唇部48b的前端以朝向安装孔3的外部侧的方式倾斜地配设，在唇部48b的倾斜于外部侧一侧的面48c设有突起49，突起49会抵接于端部部件38的外周部38c。
由于唇部48b的前端以朝向安装孔3的外部侧的方式倾斜地配设，所以密封唇47的唇部48b在受到外部流体8的压力时，则滑动接触部48d的接触压力增大，反之，当受到内部流体29的压力时，则滑动接触部48d的接触压力减少。另外，在唇部48b的倾斜侧的面48c设有突起49，突起49会抵接于端部部件38的外周部38c，所以起因于突起49和外周部38c的抵接而能对唇部48b附加挤压力，因而能够防止外部流体8进入唇部48b的内侧堆积。
实施例3的容量控制阀1具有上述结构，起到以下显著效果。
(1)能够防止外部流体向容量控制阀1的安装孔3的流入，并且能够使高压气体的穿透漏泄引起的安装孔内的滞留气体(内部流体)向外部排出，在拆卸容量控制阀1时，能够消除容量控制阀1飞出到外部，与事故相关联这样的问题。
(2)密封单元45的制作以及组装容易。
(3)由于密封唇48是从容量控制阀1的主体独立的部件，所以和与容量控制阀1的主体一体形成的情况相比，容量控制阀1的主体的形状的自由度增大。
(4)外部流体8难以浸入，而内部流体29a容易排出。
(5)能够防止外部流体8进入唇部48b的内侧堆积。
以上，基于附图对本发明的实施例进行了说明，但具体的结构并不限于这些实施例，即使有不脱离本发明的要点的范围内的变更、追加，也包含于本发明。
例如，上述实施例中，就密封单元45而言，以嵌合安装于在套管31和端部部件38的连结部设置的嵌合安装部41的情况为例进行了说明，但这是优选情况，并不一定限于此，只要在靠近安装孔3的入口的部分即可。
另外，例如，上述实施例中，对密封唇的截面为大致L字形状的情况进行了说明，但不限于此，例如还可以是U字、V字、Y字或者J字形状。
另外，例如，上述实施例中，对密封唇由橡胶材料形成的情况进行了说明，但不限于此，例如还可以是树脂制。
符号说明
1—容量控制阀，2—容量可变型压缩机的套管，3—安装孔，4—C形密封圈，5—第一O形密封圈，6—第二O形密封圈，7—第三O形密封圈，8—外部流体，10—阀壳体，11—端口，12—端口，13—端口，14—端口，15—阀芯，16—连通路，17—第一阀箱，18—第二阀箱，19—第三阀箱，20—压敏体，25—第一阀部，26—第二阀部，27—第三阀部，28—连接器，29—穿透漏泄，29a—起因于穿透漏泄的内部流体，30—螺线管，31—套管，31a—上端，32—套筒，33—固定铁芯，34—驱动杆，35—可动铁芯，36—螺旋弹簧，37—励磁用线圈，38—端部部件，38a—阶梯部，38b—凹部，39—套环，40—连接端子，41—嵌合安装部，45—密封单元，46、47、48—密封唇，46a、47a、48a—基部，46b、47b、48b—唇部，49—突起，Pd—排出压力，Ps—吸入压力，Pc—控制室压力。

Claims (7)

1.一种容量控制阀，其插入并装配于安装孔中，该安装孔设置在作为容量控制的对象的装置上，
上述容量控制阀的特征在于，
上述容量控制阀至少具备构成上述容量控制阀的套管、端部部件以及密封唇，
上述端部部件设置在靠近上述安装孔的入口一侧的上述套管的端部，
上述密封唇具有基部和唇部，
上述基部夹持安装于上述端部部件和上述端部之间，
上述唇部抵接于上述安装孔的内周面，并且上述唇部的内部侧的面以接触或离开自如的方式支承于上述套管。
2.根据权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
上述密封唇的截面呈大致L字形状，上述密封唇的上述唇部的外部侧的面抵接并支撑于上述端部部件。
3.根据权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
上述唇部配设在与上述安装孔的内周面正交的方向上。
4.根据权利要求2所述的容量控制阀，其特征在于，
上述唇部配设在与上述安装孔的内周面正交的方向上。
5.根据权利要求1所述的容量控制阀，其特征在于，
上述唇部以其前端朝向上述安装孔的外部侧的方式倾斜地配设，在上述唇部的外部侧的面和上述端部部件之间设置间隙。
6.根据权利要求5所述的容量控制阀，其特征在于，
在上述唇部的向上述外部侧倾斜的一侧的面设置突起，上述突起抵接于上述端部部件。
7.根据权利要求1～6任一项所述的容量控制阀，其特征在于，
上述密封唇由橡胶材料形成。
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