CN109937300A - 可变容量压缩机 - Google Patents

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Abstract

在可变容量压缩机中,防止曲柄室等控制压室的释压的延迟。配置于压力供给通路的控制阀的下游侧的切换阀(350)包括主阀芯(352)和副阀芯(400)。主阀芯(352)具有使第一阀孔(104e1)与第二阀孔(151a)连通的内部通路(352d),所述第一阀孔(104e1)连通于所述控制阀与切换阀(350)之间的压力供给连通(145a),所述第二阀孔(151a)连通于切换阀(350)与曲柄室之间的压力供给通路(145b),在压力供给连通(145a)的压力Pm比所述曲柄室的压力Pc低的情况下使第二阀孔(151a)与连通于吸入室的释压孔(351a1)连通。副阀芯(400)在压力Pm比压力Pc低的情况下将主阀芯(352)的内部通路(352d)封闭。副阀芯(400)比主阀芯(352)轻,在压力Pm下降时比主阀芯(350)先动作并将主阀芯(352)的内部通路(352d)封闭。

Description

可变容量压缩机
技术领域
本发明涉及排出容量根据曲柄室等控制压室的压力而变化的可变容量压缩机。
背景技术
作为这种可变容量压缩机的一例,专利文献1所记载的可变容量压缩机包括:第一控制阀,上述第一控制阀对使排出室与曲柄室连通的压力供给通路的开度进行控制;以及第二控制阀,上述第二控制阀包括滑阀,上述滑阀具有第一阀部和第二阀部,其中,上述第一阀部将上述第一控制阀与上述曲柄室之间的压力供给通路打开、关闭,上述第二阀部将上述曲柄室的与吸入室连通的释压通路打开、关闭。上述滑阀在上述第一控制阀与上述第二控制阀之间的压力供给通路的压力超过上述曲柄室的压力时,上述第一阀部将上述压力供给通路打开而将制冷剂从上述排出室供给至上述曲柄室,上述第二阀部将上述释压通路的开度设为最小。此外,上述滑阀构成为在上述第一控制阀与上述第二控制阀之间的压力供给通路的压力比上述曲柄室的压力低时,上述第一阀部将上述压力供给通路封闭而防止制冷剂从上述曲柄室向上述第一控制阀的逆流,上述第二阀部将上述释压通路的开度设为最大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2016-108961号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述现有的可变容量压缩机中,在上述第一控制阀将上述压力供给通路封闭时,上述第一控制阀与上述第二控制阀之间的压力供给通路内的制冷剂经由节流通路向吸入室流出,由此,上述第一控制阀与上述第二控制阀之间的压力供给通路的压力下降至上述吸入室的压力,使得上述滑阀朝将上述释压通路的开度设为最大的方向移动。
然而,上述第一控制阀与上述第二控制阀之间的压力供给通路还与比上述节流通路的通路截面积大的上述滑阀的内部通路连通。因此,在第一控制阀将上述压力供给通路封闭时,由于从上述曲柄室一侧经由上述滑阀的上述内部通路流入到上述第一控制阀与上述第二控制阀之间的压力供给通路的制冷剂的影响,上述上述第一控制阀与上述第二控制阀之间的压力供给通路的压力可能不会迅速地下降至上述吸入室的压力,其结果是,上述滑阀的移动、甚至说上述曲柄室的释压可能会延迟。
因此,本发明的目的在于提供一种可变容量压缩机,能防止上述曲柄室等控制压室的释压的延迟。
解决技术问题所采用的技术方案
根据本发明的一个侧面,提供一种可变容量压缩机,包括:吸入室,所述吸入室导入有压缩前的制冷剂;压缩部,所述压缩部吸入所述吸入室内的制冷剂并进行压缩;排出室,被所述压缩部压缩后的制冷剂排出至所述排出室;以及控制压室,排出容量根据所述控制压室的压力而变化。所述可变容量压缩机包括;控制阀,所述控制阀设于用于将所述排出室内的制冷剂供给至所述控制压室的压力供给通路,并对所述压力供给通路的开度进行调节;切换阀,所述切换阀设于所述压力供给通路的比所述控制阀更靠所述控制压室一侧的位置,并在第一状态和第二状态之间切换,在所述第一状态下,使连通于所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的第一阀孔和连通于所述切换阀与所述控制压室之间的压力供给通路的第二阀孔连通,在所述第二状态下,使所述第二阀孔与连通于所述吸入室的释压孔连通;以及节流通路,所述节流通路使所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路和所述吸入室连通。所述切换阀包括:主阀芯,所述主阀芯具有用于使所述第一阀孔与所述第二阀孔连通的内部通路,并以如下方式动作,即在所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力比所述控制压室的压力高的情况下将所述第二阀孔与所述释压孔的连通截断,另一方面,在所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力比所述控制压室的压力低的情况下使所述第二阀孔与所述释压孔连通;以及副阀芯,所述副阀芯以如下方式动作,即在所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力比所述控制压室的压力高的情况下将所述主阀芯的所述内部通路开放,另一方面,在所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力比所述控制压室的压力低的情况下将所述主阀芯的所述内部通路封闭。所述副阀芯形成得比所述主阀芯轻,且在所述控制阀将所述压力供给通路封闭而使所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力下降时,比所述主阀芯先动作并将所述主阀芯的所述内部通路封闭。
发明效果
在所述可变容量压缩机中,在所述控制阀将所述压力供给通路封闭而使所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力下降时,所述副阀芯比所述主阀芯先动作并将所述主阀芯的所述内部通路封闭。因此,来自所述控制压室一侧的制冷剂流入到所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的情况得到抑制,与现有技术相比,所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力迅速地下降至所述吸入室的压力。其结果是,能防止所述主阀芯朝使所述第二阀孔与所述释压孔连通的方向的移动的延迟以及随之引起的所述控制室的释压的延迟。
附图说明
图1是本发明一实施方式的可变容量压缩机的剖视图。
图2是表示上述可变容量压缩机的控制阀的剖视图。
图3是表示上述控制阀的线圈通电量与设定压力之间的关系的图。
图4是上述控制阀的主要部分剖视图,其中,(a)表示设于上述控制阀的内部的节流通路已打开的状态,(b)表示上述节流通路已关闭的状态。
图5是表示上述可变容量压缩机的第一实施方式的切换阀的剖视图。
图6是表示上述切换阀的阀组装体(主阀芯以及区划构件)的图。
图7是表示上述切换阀的副阀芯的结构的剖视图。
图8是用于对上述切换阀的动作进行说明的图,其中,(a)表示朝向曲柄室供给压力的压力供给状态,(b)表示曲柄室的释压状态。
图9是用于对上述可变容量压缩机(主要是上述控制阀、上述切换阀)的动作进行说明的图。
图10是用于对上述控制阀将压力供给通路封闭时的上述切换阀的动作进行说明的图。
图11是用于对上述可变容量压缩机(上述控制阀、上述切换阀)的动作进行说明的图。
图12是用于对上述可变容量压缩机(上述控制阀、上述切换阀)的动作进行说明的图。
图13是表示上述切换阀的变形例的剖视图。
图14是表示上述切换阀的变形例的剖视图。
图15是表示上述切换阀的变形例的剖视图。
图16是表示上述可变容量压缩机的第二实施方式的切换阀的剖视图。
图17是用于对上述控制阀将压力供给通路封闭时的上述第二实施方式的切换阀的动作进行说明的图。
具体实施方式
下面,根据附图说明本发明的实施方式。实施方式的可变容量压缩机构成为主要适用于车用空调系统的无离合器压缩机。
可变容量压缩机的整体结构
图1是本发明一实施方式的可变容量压缩机100的剖视图。如图1所示,可变容量压缩机100包括:缸体101,该缸体101形成有多个缸膛101a;前外壳102,该前外壳102设置于缸体101的一端;以及缸盖104,该缸盖104经由阀板103设置于缸体101的另一端。而且,缸体101、前外壳102、阀板103以及缸盖140被多根贯穿螺栓105紧固而构成压缩机外壳。
此外,通过缸体101和前外壳102形成曲柄室140,可自由旋转地支承于上述压缩机外壳的驱动轴110设置成在曲柄室140内横穿。另外,在前外壳102与缸体101之间配置有中心垫圈(省略图示),在缸体101与缸盖104之间除了阀板103之外,还配置有缸垫圈152、吸入阀形成板150、排出阀形成板151以及盖垫圈153。
在驱动轴110的轴向中间部分的周围配置有斜板111。斜板111经由连杆机构120而与固定于驱动轴110的转子112连结,并且与驱动轴110一起旋转。斜板111构成为相对于与驱动轴110的轴线O正交的面的角度(倾角)能变更。连杆机构120包括:第一臂112a,该第一臂112a从转子112突出设置;第二臂111a,该第二臂111a从斜板111突出设置;以及连杆臂121,该连杆臂121的一端经由第一连结销122能转动地连结于第一臂112a,另一端经由第二连结销123能转动地连结于第二臂111a。
供驱动轴110插通的斜板111的通孔111b形成为能供斜板111在最大倾角至最小倾角的范围内倾斜运动的形状。在通孔111b中形成有与驱动轴110抵接的最小倾角限制部。在将斜板111与驱动轴110的轴线O正交时的斜板111的倾角设为0°(最小倾角)的情况下,通孔111b的上述最小倾角限制部形成为在斜板111的倾角为大致0°时与驱动轴110抵接,而对斜板111的进一步倾斜运动进行限制。此外,斜板111在其倾角为最大倾角时与转子112抵接以限制进一步的倾斜运动。
在驱动轴110上安装有倾角减小弹簧114和倾角增大弹簧115,其中,上述倾角减小弹簧114将斜板111朝使斜板111的倾角减小的方向施力,上述倾角增大弹簧115将斜板111朝使斜板111的倾角增大的方向施力。倾角减小弹簧114安装在斜板111与转子112之间,倾斜角增大弹簧115安装在斜板111与固定于驱动轴110的弹簧支承构件116之间。在本实施方式中,在斜板111的倾角为上述最小倾角时,设定为倾角增大弹簧115的施力比倾角减小弹簧114的施力大,在驱动轴110未旋转时,斜板111定位于倾角减小弹簧114的施力与倾角增大弹簧115的施力平衡的倾角处。
驱动轴110的一端(图1中的左端)在前外壳102的轴套部102a内贯穿并延伸至前外壳102的外侧。而且,在驱动轴110的上述一端连结有省略图示的动力传递装置。此外,在驱动轴110与轴套部102a之间设有轴封装置130,曲柄室140内与外部空间隔断。
驱动轴110与转子112的连结体在径向上被轴承131、132支承,在推力方向上被轴承133、推力板134支承。此外,驱动轴110(以及转子112)构成为通过来自外部驱动源的动力传递至上述动力传递装置,而与上述动力传递装置的旋转同步旋转。另外,驱动轴110的另一端、即推力板134一侧的端部与推力板134之间的间隙被调节螺钉135调节成规定的间隙。
在各缸膛101a内配置有活塞136。在形成于活塞136朝曲柄室140内突出的突出部的内侧空间收容有斜板111的外周部及其附近,斜板111构成为经由一对滑履137与活塞136连动。此外,通过斜板111随着驱动轴110的旋转而旋转,活塞136在缸膛101a内往复运动。即,通过由斜板111、连杆机构120以及一对滑履137等构成的转换机构,将驱动轴110的旋转运动转换为活塞136的往复运动。
在缸盖104形成有配置于大致中央部的吸入室141和将吸入室141环状地包围的排出室142。吸入室141经由设于阀板103的连通孔103a和形成于上述吸入阀形成板(省略图示)的吸入阀(省略图示)与缸膛101a连通。排出室142经由形成于上述排出阀形成板(省略图示)的排出阀(省略图示)以及设于阀板103的连通孔103b与缸膛101a连通。
在缸体101的上部设有消音器。通过隔着省略图示的密封构件利用螺栓将形成有排出端口106a的盖构件106和形成于缸体101的上部的消音器形成壁101b紧固,从而消音器。
由盖构件106和消音器形成壁101b围成的消音器空间143经由连通路径144与排出室142连通,在消音器空间143内配置有排出止回阀200。排出止回阀200配置于连通路径144与消音器空间143的连接部。排出止回阀200构成为响应连通路径144(上游侧)与消音器空间143(下游侧)的压力差而动作,在上述压力差小于规定值的情况下将连通路径144关闭,在上述压力差大于规定值的情况下将连通路径144打开。
连通路径144、排出止回阀200、消音器空间143以及排出端口106a构成可变容量压缩机100的排出通路。排出室142经由上述排出通路与上述空调系统的制冷剂回路(的高压侧)连接。
在缸盖104形成有吸入通路,上述吸入通路由吸入端口(省略图示)以及连通路径104a构成。上述吸入通路以从缸盖104的径向外侧横穿排出室142的一部分的方式呈直线状延伸。吸入室141经由上述吸入通路而与上述空调系统的制冷剂回路(的低压侧)连接。
上述空调系统的上述制冷剂回路的低压侧的制冷剂(即压缩前的制冷剂)经由上述吸入通路被引导至吸入室141。吸入室141内的制冷剂通过活塞136的往复运动而被吸入缸膛101a内,并被压缩而排出至排出室142。即,在本实施方式中,由缸膛101a和活塞136构成对吸入室141内的制冷剂进行压缩的压缩部。然后,排出至排出室142的制冷剂(压缩后的制冷剂)经由上述排出通路被引导至上述空调系统的上述制冷剂回路的高压侧。
此外,可变容量压缩机100具有压力供给通路145,上述压力供给通路145用于使排出室142与曲柄室140连通并将排出室142内的制冷剂(排出制冷剂)供给至曲柄室140。在本实施方式中,压力供给通路145由第一收容室104b的一部分、连通路径104c、第二收容室107、连通路径104e以及连通路径101d构成,其中,上述第一收容室104b形成于缸盖104,上述连通路径104c使排出室142与第一收容室104b连通,上述第二收容室107由缸盖侧凹部104d与缸体侧凹部101c构成,上述连通路径104e使第一收容室104b与第二收容室107连通,上述连通路径101d使第二收容室107与曲柄室140连通。
在此,缸盖侧凹部104d形成于缸盖104的与缸体101对接的对接面,缸体侧凹部101c以与缸盖侧凹部104d相对的方式形成于缸体101的与缸盖104对接的对接面。此外,第一收容室104b经由连通路径104f与吸入室141连通,第二收容室107(在此是缸盖侧凹部104d)经由连通路径104g与吸入室141连通。
在压力供给通路145设有控制阀300以及切换阀350。切换阀350配置于压力供给通路145的比控制阀300更靠下游侧(曲柄室140一侧)的位置。具体而言,控制阀300配置于第一收容室104b,切换阀350配置于第二收容室107。在本实施方式中,在控制阀300安装有O形环300a~300c,在第一收容室104b内通过这些O形环300a~300c区划形成有第一区域、第二区域和第三区域,其中,上述第一区域经由连通路径104f与吸入室141连通,上述第二区域经由连通路径104c与排出室142连通,上述第三区域经由连通路径104e与第二收容室107连通。而且,第一收容室104b的上述第二区域以及上述第三区域构成压力供给通路145的一部分。
另外,以下,为了便于说明,将压力供给通路145的控制阀300与切换阀350之间的区域称作“控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a”,将压力供给通路145中的切换阀350与曲柄室140之间的区域称作“切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b”。在本实施方式中,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a主要由第一收容室104b的上述第三区域以及连通路径104e构成,切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b主要由连通路径101d构成。
控制阀300构成为响应经由连通路径104f导入的吸入室141的压力和根据外部信号在螺线管中流通的电流所产生的电磁力而对压力供给通路145的开度(通路截面积)进行调节,并对排出室142内的制冷剂(排出制冷剂)向曲柄室140供给的供给量(压力供给量)进行控制。
通过利用控制阀300对压力供给通路145的开度进行调节,能使曲柄室140的压力变化(即上升或下降),由此,能使斜板111的倾角、也就是活塞136的行程减小或增大,从而使可变容量压缩机100的排出容量变化。即,可变容量压缩机100构成为使上述压缩部的状态(具体是活塞136的行程)根据曲柄室140的压力而变化,从而使排出容量变化。换言之,在可变容量压缩机100中,曲柄室140使上述压缩部的状态根据内部压力而变化,从而使排出容量变化。因此,在本实施方式中,曲柄室140相当于本发明的“控制压室”。
详细而言,通过使曲柄室140的压力变化,能利用各活塞136前后的压力差、换言之夹着活塞136的缸膛101a内的压缩室与曲柄室140的压力差,使斜板111的倾角变化,其结果是,活塞136的行程量变化,从而使可变容量压缩机100的排出容量变化。具体而言,当使曲柄室140的压力下降时,斜板111的倾角变大,活塞136的行程量增加,可变容量压缩机100的排出容量增加。
切换阀350构成为切换为第一状态和第二状态,其中,在上述第一状态下,使控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a和切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b连通,在上述第二状态下,使切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b与吸入室141连通。
具体而言,如图5所示,切换阀350通过使第一阀孔104e1与第二阀孔151a连通以形成上述第一状态,其中,上述第一阀孔104e1和控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a连通,上述第二阀孔151a和切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b连通。在这种情况下,切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b与连通路径104g之间的连通被截断,同时控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a和切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b连通,从而能将排出室142内的上述排出制冷剂供给至曲柄室140。
此外,切换阀350通过使第二阀孔151a和与吸入室140连通的释压孔351a1连通,从而形成上述第二状态。在这种情况下,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a和切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b的连通被截断,同时切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b与连通路径104g连通,切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b作为使曲柄室140与吸入室141连通而使曲柄室140内的制冷剂流出到吸入室141的释压通路(以下,称作“第一释压通路146a”)发挥作用。
换言之,切换阀350在处于上述第一状态时将压力供给通路145开放,同时将第一释压通路146a封闭,在处于上述第二状态时将压力供给通路145封闭,同时将第一释压通路146a开放。
此外,在本实施方式中,曲柄室140通过经由连通路径101e、空间101f和形成于阀板103的固定节流孔103c的通路始终与吸入室141连通,曲柄室140内的制冷剂经由上述通路流出到吸入室141。即,经由固定节流孔103c的上述通路构成使曲柄室140与吸入室141连通而使曲柄室140内的制冷剂流出到吸入室141的释压通路(以下,称作“第二释压通路146b”)。
也就是说,本实施方式的可变容量压缩机100具有经由切换阀350的(换言之,被切换阀350打开、关闭的)第一释压通路146a和经由固定节流孔103c的(换言之,始终开放的)第二释压通路146b以作为使曲柄室140与吸入室141连通而使曲柄室140内的制冷剂流出到吸入室141的释压通路。在此,第一释压通路146a的最小通路截面积设定得比第二释压通路146b的固定节流孔103c的通路截面积大。
此外,在本实施方式中,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a构成为通过经由控制阀300内的节流通路320(后述)而与吸入室141连通。
因此,当控制阀300打开而将压力供给通路145开放时,上述排出制冷剂供给至控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a而使控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力上升,另一方面,当控制阀300关闭而将压力供给通路145封闭时,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a内的制冷剂经由节流通路320流出到吸入室141,而使控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力下降。
而且,当控制阀300将压力供给通路145封闭而使控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力比曲柄室140的压力低时,切换阀350将第一阀孔104e1与第二阀孔151a的连通截断,同时使第二阀孔151a与释压孔351a1连通(上述第一状态→上述第二状态)。即,切换阀350将压力供给通路145封闭,同时将第一释压通路146a开放。由此,使曲柄室140与吸入室141连通而使曲柄室140内的制冷剂流出到吸入室141的上述释压通路由第一释压通路146a和第二释压通路146b构成,使得上述释压通路的通路截面积变得最大。此外,第一阀孔104e1和第二阀孔151a的连通被截断,因此,制冷剂从曲柄室140一侧向控制阀300的逆流被阻止。因此,曲柄室140内的制冷剂经由第一释压通路146a以及第二释压力通路146b迅速地流出到吸入室141,使得曲柄室140的压力与吸入室141的压力相等。这样一来,斜板111的倾角变得最大,活塞136的行程、即可变容量压缩机100的排出容量变得最大。
随后,当控制阀300将压力供给通路145开放而使控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力比曲柄室140的压力高时,切换阀350将第二阀孔151a与释压孔351a1的连通截断,同时使第一阀孔104e1与第二阀孔151a连通(上述第二状态→上述第一状态)。即,切换阀350将第一释压通路146a封闭,同时将压力供给通路145开放。由此,上述释压通路由仅第二释压通路146b构成,上述释压通路的通路截面积变得最小。也就是说,曲柄室140内的制冷剂流出至吸入室141的情况被限制,使得曲柄室140的压力容易上升。此外,上述排出制冷剂经由压力供给通路145供给至曲柄室140。因此,通过利用控制阀300对压力供给通路145的开度进行调节,能使曲柄室140的压力变化,从而能可变地控制斜板111的倾角、即活塞136的行程(排出容量)。
另外,在可变容量压缩机100的内部封入有润滑用的油,通过随着驱动轴110的旋转而对油进行的搅拌和随着制冷剂气体的移动而使油进行的移动,使可变容量压缩机100内部被润滑。
接着,分别对控制阀300、节流通路320以及切换阀350作进一步详细说明。
控制阀300
图2是表示控制阀300的剖视图,图3是表示线圈通电量(电流I)与设定压力之间的关系的图。如图2所示,在本实施方式中,控制阀300包括阀单元和使阀单元打开、关闭工作的驱动单元(螺线管)。
上述阀单元具有圆筒状的阀外壳301。在阀外壳301的内部从上述阀外壳301的一端(下端)侧沿轴向依次排列地形成有第一感压室302、阀室303和第二感压室307。
第一感压室302经由形成于阀外壳301的外周面的连通孔301a、第一收容室104b的上述第三区域、连通路径104e、第二收容室107以及连通路径101d与曲柄室140连通。第二感压室307经由形成于阀外壳301的外周面的连通孔301e、第一收容室104b的上述第一区域以及连通路径104f而与吸入室141连通。阀室303经由形成于阀外壳301的外周面的连通孔301b、第一收容室104b的上述第二区域以及连通路径104c而与排出室142连通。此外,第一感压室302和阀室303构成为能经由构成压力供给通路145的一部分的阀孔301c而连通。在阀室303与第二感压室307之间形成有支承孔301d。
在第一感压室302内配设有波纹管305。波纹管305的内部设为真空并且将弹簧内置。波纹管305配置成能沿阀外壳301的轴向移位,且具有作为承受第一感压室302内的压力、即曲柄室140内的压力的感压元件的功能。
在阀室303内收容有圆柱状的阀芯304。阀芯304构成为其外周面与支承孔301d的内周面紧贴并且能在支承孔301d内滑动,从而能沿阀外壳301的轴线方向移动。阀芯304的一端(下端)能将阀孔301c打开、关闭,阀芯304的另一端(上端)突出到第二感压室307内。
在阀芯304的上述一端突出形成有棒状的连结部306。连结部306的端部(前端)配置成能够与波纹管305抵接,并且具有将波纹管305的移位传递至阀芯304的功能。
上述驱动单元具有圆筒状的螺线管外壳312。螺线管外壳312同轴连结于阀外壳301的另一端(上端)。在螺线管外壳312内收容有用树脂将电磁线圈覆盖而成的模制线圈314。此外,在螺线管外壳312内的模制线圈314的内侧收容有与模制线圈314同心的圆筒状的固定芯部310。固定芯部310从阀外壳301延伸至模制线圈314的中央附近处。与阀外壳301相反一侧的螺线管外壳312的端部被以包围固定芯部310的方式设置的有底筒状的套筒313封堵。
固定芯部310在中央具有插通孔310a,插通孔310a的一端(下端)朝着第二感压室307开口。此外,在固定芯部310与套筒313的封堵端(底部)之间收容有圆筒状的可动芯部308。
在插通孔310a中插通有螺线管杆309。螺线管杆309的一端(下端)被压入固定于阀芯304的上述另一端,螺线管杆309的另一端(上端)被嵌合(压入)至形成于可动芯部308的通孔。也就是说,阀芯304、可动芯部308和螺线管杆309被一体化。此外,在固定芯部310与可动芯部308之间设置有强制释放弹簧311,上述强制释放弹簧311将可动芯部308朝与固定芯部310分开的方向(开阀方向)施力。
可动芯部308、固定芯部310和螺线管外壳312由磁性材料形成,以构成磁路。另一方面,套筒313由非磁性材料的不锈钢类材料形成。
模制线圈314经由信号线等与设于可变容量压缩机100的外部的控制装置(未图示)连接。当从上述控制装置供给控制电流I时,模制线圈314产生电磁力F(I)。当模制线圈314产生电磁力F(I)时,可动芯部308被朝向固定芯部310吸引,以使阀芯304朝闭阀方向移动。
在控制阀300的阀芯304上,除了由模制线圈314产生的电磁力F(I)之外,还作用有由强制释放弹簧311施加的作用力f、由阀室303的压力(排出压力Pd)产生的力、由第一感压室302的压力(曲柄室压力Pc)产生的力、由第二感压室307的压力(吸入压力Ps)产生的力以及由波纹管305所内置的弹簧施加的作用力F。在此,由于将波纹管305的有效受压面积Sb、被阀芯304遮蔽的阀孔301c的面积即密封面积Sv、阀芯304的圆筒外周面的截面积Sr设为Sb=Sv=Sr,因此作用于阀芯304的力的平衡由下述数学式(1)表示,若将下述数学式(1)变形,则成为下述数学式(2)。另外,在数学式(1)、(2)中,符号“+”表示阀芯304的闭阀方向,符号“-”表示阀芯304的开阀方向。
F(I)-f+Ps·Sb-F=0 (1)
Ps=(F+f-F(I))/Sb (2)
当吸入室141的压力大于根据模制线圈314中流动的电流(即控制电流I)设定的设定压力时,为了增大排出容量,波纹管305、连结部306和阀芯304的连结体使阀孔301c的开度、即压力供给通路145的开度(通路截面积)减小,以使曲柄室140的压力下降,当吸入室141的压力小于设定压力时,为了减小排出容量,波纹管305、连结部306和阀芯304的连结体使压力供给通路145的开度(通路截面积)增大,以使曲柄室140的压力上升。也就是说,控制阀300对压力供给通路145的开度(通路截面积)进行自我控制,以使吸入室141的压力接近于设定压力。
在阀芯304上,模制线圈314的电磁力经由螺线管杆309朝闭阀方向作用,因此,当向模制线圈314的通电量增加时,使压力供给通路145的开度减小的方向的力会增大,如图3所示设定压力会朝下降的方向变化。上述控制装置以例如400Hz~500Hz的范围内的规定频率通过脉宽调制(PWM控制)对向模制线圈314的通电进行控制,并对脉宽(占空比)进行改变,以使流过模制线圈314的电流值成为所期望的值。
在上述空调系统工作时、即可变容量压缩机100的工作状态下,上述控制装置基于上述空调系统中的空调设定(设定温度等)及外部环境对朝模制线圈314的通电量进行调节。由此,以使吸入室141的压力成为与上述通电量对应的设定压力的方式对排出容量进行控制。另一方面,在上述空调系统的非工作时、即可变容量压缩机100的非工作状态下,上述控制装置将向模制线圈314的通电切断。由此,压力供给通路145(阀孔301c)被强制释放弹簧311开放,可变容量压缩机100的排出容量被控制为最小的状态。
节流通路320
在本实施方式中,节流通路320设于控制阀300内部,并构成为使控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a与吸入室141连通。图4是控制阀300的主要部分剖视图,图4的(a)表示节流通路320已打开的状态,图4的(b)表示节流通路320已关闭的状态。
节流通路320是为了在控制阀300关闭而将压力供给通路145封闭时,使控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a内的制冷剂朝吸入室141一侧释放而设置的。
在本实施方式中,节流通路320如图4的(a)所示由连通孔304a、连通孔306a、连通孔309a、圆柱状的凹部304b、连通孔309b、第二感压室307、连通孔301e和连通路径104f(参照图1)构成,其中,上述连通孔304a形成一体化后的阀芯304和连结部306的内部空间,上述连通孔306a形成于连结部306并使第一感压室302与连通孔304a连通,上述连通孔309a形成于螺线管杆309的被压入至阀芯304的压入部的内部并与连通孔304a连接,上述圆柱状的凹部304b形成于阀芯304的上述另一端(上端),上述连通孔309b形成于螺线管杆309的位于凹部304b内的部位并使连通孔309a与凹部304b内连通,上述连通孔301e形成于阀外壳301的外周面,上述连通路径104f形成于缸盖104。
因而,如图4的(b)所示,当阀芯304的上述另一端侧的面(即凹部304b周围的环状面)304c与固定芯部310的下端面抵接时,节流通路320关闭,与控制阀300和切换阀350之间的压力供给通路145a连通的第一感压室302与吸入室141的连通被截断。
另一方面,如图4的(a)所示,当阀芯304的上述另一端侧的面(环状面)304c从固定芯部310的下端面离开时,节流通路320打开,经由节流通路320使第一感压室302与吸入室141连通。在此,形成于螺线管杆309的连通孔309b形成为在节流通路320打开时作为“节流部”发挥作用。考虑到控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的区域的制冷剂朝吸入室141的流出(排出)性,将连通孔309b的开口面积设定得尽可能小。另外,上述节流部也可以设于连通孔306a、连通孔304a或连通孔309a。
在模制线圈314消磁时,控制阀300在强制释放弹簧311的施力的作用下使阀芯304的上述一端从阀孔301c周围离开,以使阀开度为最大。即,压力供给通路145被打开至最大。此时,如图4的(b)所示,阀芯304的上述另一端侧的面304c与固定芯部310的下端面抵接,以使节流通路320关闭。另一方面,当在模制线圈314中流有产生大于强制释放弹簧311的施力的电磁力这样的电流值时,阀芯304的上述一端朝将阀孔301c关闭的方向移动,如图4的(a)所示,阀芯304的上述另一端侧的面304c从固定芯部310的下端面离开,以将节流通路320打开。
因而,在本实施方式中,由控制阀300的阀芯304的上述另一端侧的面304c和固定芯部310(的下端面)构成使节流通路320打开、关闭的阀元件(阀机构)。此外,节流通路320仅在模制线圈314被消磁的可变容量压缩机100的非工作状态(停机)时关闭,在模制线圈314被励磁的可变容量压缩机100的工作状态(运作)时成为打开的状态(开通状态),并使控制阀300和切换阀350之间的压力供给通路145a与吸入室141连通。
切换阀350
图5是表示第一实施方式的切换阀350的剖视图。如上所述,切换阀350配置于由缸盖侧凹部104d和缸体侧凹部101c构成的第二收容室107。切换阀350包括:区划构件351,上述区划构件351固定于缸盖侧凹部104d内;主阀芯352,上述主阀芯352收容于缸盖侧凹部104d并在缸盖侧凹部104d内沿轴向移动;以及副阀芯400,上述副阀芯400收容于缸体侧凹部101c并在缸体侧凹部101c内沿轴向移动。在本实施方式中,副阀芯400形成得比主阀芯352轻。具体而言,在本实施方式中,主阀芯352(以及区划构件351)由铝类金属、黄铜类金属等金属材料形成,副阀芯400由树脂材料形成。
缸盖侧凹部104d形成为与驱动轴110的轴线平行的带台阶的圆柱状凹部。具体而言,缸盖侧凹部104d由与缸体101对接的对接面侧的大内径部104d1和与大内径部104d1连续的比大内径部104d1直径更小的小内径部104d2构成,一端朝吸入室141开口的连通路径104g的另一端在大内径部104d1的内周面处开口。
缸体侧凹部101c与驱动轴110的轴线平行,并形成为比缸盖侧凹部104d直径更小的圆柱状凹部。构成切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b的连通路径101d的一端在缸体侧凹部101c的底面101c1处开口。
区划构件351具有圆筒状的周壁351a和将周壁351a的一端封堵的端壁351b。区划构件351通过将周壁351a压入并固定到缸盖侧凹部104d的大内径部104d1的内周面,从而将缸盖侧凹部104d内区划为主要由小内径部104d2形成的第一阀室104d3和形成于周壁351a的内侧的排出阀形成板151一侧的第二阀室104d4。另外,周壁351a的另一端(开口端)351a2与排出阀形成板151抵接。
在区划构件351的端壁351b形成有插通孔351b1,第一阀室104d3和第二阀室104d4经由插通孔351b1连通。此外,在区划构件351的端壁351b的与周壁351a相反一侧的面形成有环状的突出部351b2,上述突出部351b2将插通孔351b1包围,并朝第一阀室104d3一侧突出。
缸盖侧凹部104d(的小内径部104d2)的底面104d5构成第一阀室104d3的内壁。构成控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的连通路径104e的一端作为第一阀孔104e1在缸盖侧凹部104d的底面104d5处开口。此外,缸盖侧凹部104d的底面104d5的第一阀孔104e1的周围部分构成第一阀座104e2。也就是说,第一阀室104d3具有第一阀孔104e1和第一阀孔104e2周围的第一阀座104e2,其中,上述第一阀孔104e1连通于控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a(即排出室142)。
排出阀形成板151构成第二阀室104d4的内壁。第二阀孔151a开口于排出阀形成板151。此外,排出阀形成板151的第二阀孔151a的周围部分构成第二阀座151b。第二阀孔151a经由贯穿阀板103以及吸入阀形成板150的连通孔以及缸体侧凹部101c而与构成切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b的连通路径101d连通。此外,在内侧形成有第二阀室104d4的区划构件351的周壁351a形成有释压孔351a1,上述释压孔351a1经由连通路径104g与吸入室141连通。也就是说,第二阀室104d4具有:第二阀孔151a,上述第二阀孔151a连通于切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b(即曲柄室140);第二阀座151a周围的第二阀座151b;以及释压孔351a1,上述释压孔351a1与吸入室141连通。
主阀芯352包括:第一阀部352a,上述第一阀部352a配置于第一阀室140d3内并与第一阀孔104e1周围的第一阀座104e2分开、接触;第二阀部352b,上述第二阀部352b配置于第二阀室104d4内并与第二阀孔151a周围的第二阀座151b分开、接触;以及轴部352c,上述轴部352c将第一阀部352a和第二阀部352b连结,并且插通于区划构件351所形成的插通孔351b1。而且,在本实施方式中,通过使第一阀部352a的一个端面352a1与第一阀座104e2分开、接触而将第一阀孔104e1打开、关闭,通过使第二阀部352b的一个端面352b1与第二阀座151b分开、接触而使第二阀孔151a与释压孔351a1连通、或是将第二阀孔151a与释压孔351a1的连通截断。
在此,在本实施方式中,主阀芯352的第一阀部352a与轴部352c形成为一体,主阀芯352的第二阀部352b与第一阀部352a以及轴部352c分体形成,并固定于轴部352c。具体而言,主阀芯352在形成于第二阀部352b的通孔中压入有与第一阀部352a一体形成的轴部352c,以形成主阀芯352。而且,在形成主阀芯352时,以在第二阀部352b的一个端面352b1与第二阀座151b抵接时,同时第一阀部352a的另一个端面352a与形成于区划构件351的端壁351b的环状的突出部351b2抵接的方式,对轴部352c相对于第二阀部352b的上述通孔的轴向的压入位置进行调节。
此外,在本实施方式中,区划构件351和主阀芯352一体化而构成阀组装体350a。以下,参照图6对阀组装体350a的组装方法(组装步骤)进行说明。
首先,将第二阀部352b的一个端面352b1放置在水平面H上。接着,以将第二阀部352b收容于内侧的方式将区划构件351的周壁351a的开口端351a2放置于水平面H上。接着,将第一阀部352a与轴部352c的一体形成物从轴部352c一侧插通于区划构件351的端壁351b所形成的插通孔351b1。接着,使轴部352c的前端与第二阀部352b的上述通孔位置对齐,并将上述一体形成物按压至第一阀部352a的另一个端面352a2与区划构件351的环状的突出部351b2抵接,从而将轴部352c压入到第二阀部352b的上述通孔。如此,完成由区划构件351和主阀芯352构成的阀组装体350a。此外,在本实施方式中,以上述方式组装而成的阀组装体350a安装于缸盖侧凹部104d。
参照图5和图6对主阀芯352的结构作进一步说明。在本实施方式中,主阀芯352的第一阀部352a由第一阀座104e2侧的阀座侧部位352a3、区划构件351侧的区划构件侧部位352a4和配置于阀座侧部位352a3与区划构件侧部位352a4之间的中间部位352a5构成。中间部位352a5的外径比阀座侧部位352a3的外径以及区划构件侧部位352a4的外径大,主阀芯352的中间部位352a5的外周面以具有规定间隙的方式支承于第一阀室104d3(缸盖侧凹部104d的小内径部104d2)的内周面。
主阀芯352的第二阀部352b形成为有底圆筒状。第二阀部352b的底壁形成有上述通孔,上述通孔供从第一阀部352a(的区划构件侧部位352a4)的端面延伸的轴部352c压入,第二阀部352b的环状的开口端面构成与第二阀座151b分开、接触的一个端面352b1。
此外,主阀芯352具有内部通路352d,上述内部通路352d用于使第一阀孔104e1与第二阀孔151a连通。内部通路352d包括:第一通路352d1,上述第一通路352d1沿主阀芯352的轴向延伸;以及第二通路352d2,上述第二通路352d2与第一通路352d1连接。第一通路352d1的一端在压入至第二阀部352b的上述通孔的轴部352c的端面(前端面)352c1处开口,第一通路352d1的另一端为封堵端。第二通路352d2形成于第一阀部352a的阀座侧部位352a3处,并使第一通路352d1与第一阀室104d3连通。
因此,在本实施方式的切换阀350中,当主阀芯352的第一阀部352a的一个端面352a1从第一阀座104e2离开,同时第二阀部352b的一个端面352a1与第二阀座151b抵接时,第二阀孔151a与释压孔351a1之间的连通被截断,并且第一阀孔104e1与第二阀孔151a经由内部通路352d(352d1+352d2)连通。另一方面,第一阀部352a的一个端面352a1与第一阀座104e2抵接而将第一阀孔104e1关闭时,经由内部通路352d的第一阀孔104e1与第二阀孔151a的连通被截断,第二阀部352b的一个端面352b1从第二阀座151b离开而使第二阀孔151a与释压孔351a1连通。
在此,如上所述,在第二阀部352b的一个端面352b1与第二阀座151b抵接时,第一阀部352a的另一个端面352a2与区划构件351的环状的突出部351b2抵接。因此,经由第一阀室104d3与第二阀室104d4的插通孔351b1的连通被截断。即,制冷剂从第一阀室104d3经由插通孔351b1流至第二阀室104d4的情况被阻止。此外,第一阀部352a的另一个端面352a2与区划构件351的环状的突出部351b2抵接,因此,能减小第一阀部352a的另一个端面352a2与区划构件351的抵接面积。因此,作用于主阀芯352的油的粘附力等附加力的增加得到抑制,主阀芯352从与第二阀座151b抵接的状态向与第一阀座104e2抵接的方向的移动变得容易。
此外,在本实施方式中,主阀芯352的内部通路352d还包括第三通路352d3,上述第三通路352d3形成于第一阀部352的区划构件侧部位352a4,并使第一通路352d1与第一阀室104d3连通。因此,即使第一阀部352a的另一个端面352a2与区划构件351的环状的突出部351b2抵接时,也能在第一阀部352a的中间部位352a5的外周面与第一阀室104d3的内周面之间的间隙中形成制冷剂流。即使在从第一阀孔104e1流入到第一阀室104d3的制冷剂中包含异物等的情况下,通过上述制冷剂流也会防止上述异物等停留于第一阀部352a的中间部位352a5的外周面与第一阀室104d3的内周面之间的上述间隙而阻碍主阀芯352的移动。
图7是表示副阀芯400的结构的剖视图。副阀芯400具有:小外径部400b,上述小外径部400b包括阀部400a,上述阀部400a配置于主阀芯352一侧,并与主阀芯352的轴部352c的端面352c1分开、接触;以及大外径部400c,上述大外径部400c配置于缸体侧凹部101c的底面101c1一侧,而且外径比小外经部400b的外径大。
副阀芯400的大外径部400c以具有规定间隙的方式支承于缸体侧凹部101c的内周面。小外径部400b穿过贯穿阀板103以及吸入阀形成板150的上述连通孔而向第二阀孔151a内突出(参照图5)。而且,通过使副阀芯400的阀部400a的端面400a1与主阀芯352的轴部352c的端面352c1分开、接触,将主阀芯352的内部通孔352d的第二阀孔151a一侧的端部、具体是开口于轴部352c的端面352c1的第一通孔352d1的上述一端(开口端)打开、关闭。
此外,副阀芯400具有内部通路(副阀芯内部通路)400d。副阀芯内部通路400d包括:第一通路400d1,上述第一通路400d1沿副阀芯400的轴向延伸;以及第二通路400d2,上述第二通路400d2与第一通路400d1连接。第一通路400d1的一端开口于与缸体侧凹部101c的底面101c1相对的大外径部400c的端面400c1,第一通路400d1的另一端为封堵端。此外,第二通路400d2沿径向贯穿小外径部400b而形成,使第一通路400d1与贯穿阀板103以及吸入阀形成板150的上述连通孔连通。也就是说,内部通路400d使构成切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b的连通路径101d与第二阀孔151a连通。
而且,在副阀芯400中,在大外径部400c的端面400c1形成有连通槽400c2,上述连通槽400c2从第一通路400d1延伸至大外径部400c的外周面。因此,即使在大外径部400c的端面400c1与缸体侧凹部101c的底面101c1抵接时,也能在大外径部400c的外周面与缸体侧凹部101c的内周面的间隙中形成制冷剂流。即使在流入到缸体侧凹部101c的制冷剂中包含异物等的情况下,也能防止上述异物等在大外径部400c的外周面与缸体侧凹部101c的内周面的上述间隙中停留而阻碍副阀芯400的移动。
切换阀350的动作
参照图8的(a)、(b)对切换阀350的动作进行说明。主阀芯352的一端侧承受控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力Pm,主阀芯352的另一端侧承受切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b的压力(即曲柄室140的压力)Pc。此外,副阀芯400的一端侧在主阀芯352的第一阀部352a将第一阀孔104e1打开时承受控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力Pm,副阀芯400的另一端侧承受切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b的压力Pc。
因此,在控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力Pm比曲柄室140的压力Pc大的状态下,主阀芯352的第一阀部352a的一个端面352a1从第一阀座104e2离开,同时第二阀部352b的一个端面352b1与第二阀座151b抵接(落座)。此外,副阀芯400的阀部400a的端面400a1从主阀芯352的轴部352c的端面352c1离开,同时大外径部400c的端面400c1与缸体侧凹部101c的底面101c1抵接(参照图8的(a))。在这种情况下,第一阀孔104e1和第二阀孔151a经由主阀芯352的内部通路352d连通,同时第二阀孔151a与释压孔351a1的连通被截断。即,构成控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的连通路径104e和构成切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b的101d经由第一阀孔104e1、主阀芯352的内部通路352d、第二阀孔151a以及副阀芯400的内部通路400d连通。也就是说,切换阀350将压力供给通路145开放,同时将第一释压通路146a封闭。
另一方面,在控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力Pm比曲柄室140的压力Pc小的状态下,主阀芯352的第一阀部352a的一个端面352a1与第一阀座104e2抵接(落座),同时第二阀部352b的一个端面352b1从第二阀座151b离开。此外,副阀芯400的阀部400a的端面400a1与主阀芯352的轴部352c的端面352c1抵接,同时大外径部400c的端面400c1从缸体侧凹部101c的底面101c1离开(参照图8的(b))。在这种情况下,第一阀孔104e1与第二阀孔151a的连通被截断,同时第二阀孔151a与释压孔351a1连通。即,构成切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b的连通路径101d经由副阀芯400的内部通路400d、第二阀室104d4、释压孔351a1以及连通路径104g与吸入室141连通。也就是说,切换阀350将压力供给通路145封闭,同时将第一释压通路146a开放。
在此,在控制阀300将压力供给通路145开放的情况下,上述排出制冷剂供给至控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a。因此,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力Pm与曲柄室140的压力Pc相比上升。另一方面,在控制阀300将压力供给通路145封闭的情况下,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a内的制冷剂经由节流通路320流向吸入室141。因此,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力Pm与曲柄室140的压力Pc相比下降。
因此,切换阀350在控制阀300打开时能使控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a和切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b连通而将上述排出制冷剂向曲柄室140供给,同时将上述释压通路的通路截面积设为最小。此外,切换阀350在控制阀300关闭时能使切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b作为第一释压通路146a发挥作用,并将上述释压通路的通路截面积设为最大,从而使曲柄室140内的制冷剂更快地流出到吸入室141,同时对从曲柄室140流向控制阀300的制冷剂流进行阻止。
可变容量压缩机100的动作
图9表示在车辆的发动机停止等情况下可变容量压缩机100停止的状态。在可变容量压缩机100停止的状态下,向控制阀300的模制线圈314的通电断开,控制阀300将压力供给通路145打开到最大(将通路截面积设为最大)。此外,节流通路320被关闭。在切换阀350中,主阀芯352的第二阀部352b的一个端面352b1与第二阀座151b抵接而将第二阀孔151a与释压孔351a1的连通截断,主阀芯352的第一阀部352a的一个端面352a1从第一阀座104e2离开。副阀芯400的大外径部400c的端面400c1与缸体侧凹部101c的底面101c1抵接,同时阀部400a的端面400a1与主阀芯352的轴部352c的端面352c1分开、接触(将主阀芯352的内部通路352d开放)。因此,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a和切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b连通。此外,曲柄室140和吸入室141仅通过第二释压通路146b连通,将曲柄室140与吸入室141连通的上述释压通路的开度(通路截面积)最小。
当车辆的发动机在图9所示的状态下启动而使可变容量压缩机100的驱动轴110旋转时,排出止回阀200将排出通路关闭,或者节流通路320被关闭,因此,被上述压缩机压缩并排出到排出室142的制冷剂(排出制冷剂)全部经由压力供给通路145供给至曲柄室140。因此,曲柄室140的压力迅速上升,斜板111的倾角变得最小,活塞136的行程(排出容量)变得最小。此时,可变容量压缩机100成为以非工作状态运转的状态。另外,上述排出制冷剂包含油,并在由排出室142、压力供给通路145、曲柄室140、第二释压通路146b、吸入室141以及缸膛101a构成的内部循环路径中循环,以对可变容量压缩机100的内部进行润滑。
接着,当上述空调系统工作时,在控制阀300的模制线圈314中将会流通有电流而使阀芯304将阀孔301c关闭。也就是说,控制阀300将压力供给通路145封闭。同时,节流通路320打开。在这种情况下,上述排出制冷剂不被供给至控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a,并且,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a内的制冷剂经由节流通路320流出到吸入室141。因此,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力Pm下降。
而且,当控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力Pm比曲柄室140的压力Pc低时,如图10的(a)所示,比主阀芯352轻量的副阀芯400首先动作,副阀芯400的阀部400a的端面400a1与主阀芯352的轴部352c的端面352c1抵接而将主阀芯352的内部通路352d(的第二阀孔151a一侧的端部)封闭。具体而言,副阀芯400被从构成切换阀350与曲柄室140之间的压力供给通路145b的连通路径101d流入(逆流)到缸体侧凹部101c的少量的制冷剂流推压而移动,从而将主阀芯352的内部通路352d封闭。
由此,从曲柄室140一侧流入到控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的制冷剂消失,同时控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a内的制冷剂经由节流通路320向吸入室141流出,因此,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力可靠且迅速地下降至吸入室141的压力。因此,由于曲柄室140的压力Pc和控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力Pm之差增大(以及随之产生的制冷剂流的动压),主阀芯352与副阀芯400一起可靠地动作。
而且,当主阀芯352与副阀芯400一起动作时,如图10的(b)所示,主阀芯352的第一阀部352a的一个端面352a1与第一阀座104e2抵接而将第一阀孔104e1关闭,主阀芯352的第二阀部352b的一个端面352b1从第二阀座151b离开而使第二阀孔151a与释压孔351a1连通。即,切换阀350将压力供给通路145封闭,并将第一释压通路146a开放。
由此,曲柄室140和吸入室141通过第一释压通路146a和第二释压通路146b而连通,使曲柄室140与吸入室141连通的上述释压通路的开度(通路截面积)变得最大(参照图11)。因此,曲柄室140内的制冷剂迅速地向吸入室141流出,使得曲柄室140的压力与吸入室141的压力相等。因此,斜板111的倾角变为最大,活塞136的行程(排出容量)变为最大。此外,排出止回阀200打开,制冷剂在上述空调系统中循环,上述空调系统变成工作状态。在此,在曲柄室140中储存有液体制冷剂的情况下,液态制冷剂将会在切换阀350的内部通路(主阀芯352的内部通路352d、副阀芯内部通路400d)中流通。此时,制冷剂的密度与气体状态相比显著变大,上述动压增大,从而能更可靠地使主阀芯352以及副阀芯400移动。
随后,当吸入室141的压力下降至由在模制线圈314中流通的电流设定的设定压力时,控制阀300的阀芯304将阀孔301c打开(即,控制阀300将压力供给通路145开放),上述排出制冷剂被供给至控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a,使得控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力Pm上升。而且,当作用于主阀芯352的第一阀孔104e1一侧的压力超过作用于与上述第一阀孔104e1相反一侧的曲柄室140的压力Pc(﹦吸入室141的压力)时,主阀芯352和副阀芯400动作。即,主阀芯352的第一阀部352a的一个端面352a1从第一阀座104e2离开,同时主阀芯352的第二阀部352b的一个端面352b1与第二阀座151b抵接,副阀芯400的阀部400a的端面400a1从主阀芯352的轴部352c的端面352c1离开,同时副阀芯400的大外径部400c的端面400c1与缸体侧凹部101c的底面101c1抵接。也就是说,切换阀350将第一释压通路146a封闭,并将压力供给通路开放。因此,曲柄室140和吸入室141仅通过第二释压通路146b连通,使曲柄室140与吸入室141连通的释压通路的开度(通路截面积)变得最小。此外,上述排出制冷剂供给至曲柄室140(参照图12)。因此,根据控制阀300对压力供给通路145的开度(通路截面积)的调节,曲柄室140内的压力上升,斜板111的倾角减小,活塞136的行程(排出容量)减小(也就是说,可变容量压缩机100变成排出容量控制状态)。
在本实施方式的可变容量压缩机100中,切换阀350在控制阀300将压力供给通路145封闭而使控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力Pm下降时,形成得比主阀芯352轻的副阀芯400比主阀芯352先动作,而将主阀芯352的内部通路352d封闭。因此,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a内的制冷剂经由节流通路320迅速且可靠地流向吸入室141,与现有技术相比,控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的压力迅速地下降至吸入室141的压力。其结果是,能防止主阀芯352朝使第二阀孔151a与释压孔351a1连通的(将第一释压通路146a开放的)方向的移动的延迟以及随之引起的曲柄室140的释压的延迟。
此外,在主阀芯352的第二阀部352b的一个端面352b1与第二阀座151b抵接时,主阀芯350的第一阀部352a的另一个端面352a2与区划构件351的环状的突出部351b2抵接。由此,能减小第一阀部352a的另一个端面352a2与区划构件351的抵接面积,从而使作用于主阀芯352的油的黏附力等的增加得到抑制。由此,也能防止主阀芯352朝使第二阀孔151a与释压孔351a1连通的(将第一释压通路146a开放的)方向的移动的延迟以及随之引起的曲柄室140的释压的延迟。
变形例1
在上述实施方式中,节流通路320设于控制阀300的内部。然而,并不局限于此,节流通路320也可以构成为设于控制阀300的外部,而使控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a与吸入室141连通。例如,节流通路320能以使第一收容室104b与吸入室141连通的方式形成于缸盖104。
变形例2
在上述实施方式中,阀组装体350a(的区划构件351)被压入固定于缸盖侧凹部104d。然而,并不局限于此,阀组装体350a也可以构成为能相对于缸盖侧凹部104d装拆。在这种情况下,如图13所示,优选的是,在区划构件351的周壁351a的外周面与缸盖侧凹部104d的大内径部104d1的内周面之间配置有具有弹性的密封构件160,在缸盖侧凹部104d的大内径部104d1的底面与区划构件351的端壁351b之间配置有施力构件170。
密封构件160能为例如O形环。施力构件170以区划构件351的周壁351a的底面351a2经由排出阀形成板151对阀板103进行按压的方式对阀组装体350a向排出阀形成板151施力。施力构件170可能是波形垫圈、盘簧和/或螺旋弹簧等。
如此一来,能使区划构件351的周壁351a的端面351a2可靠地与排出阀形成板151抵接。此外,阀组装体350a在密封构件160的弹力的作用下保持于缸盖侧凹部104d内。因此,在可变容量压缩机100的组装时,阀组装体350a以及施力构件170不会从缸盖侧凹部104d脱落,可变容量压缩机100的组装性不会受到损害。
变形例3
在上述实施方式中,阀组装体350a(区划构件351以及主阀芯352)配置于缸盖侧凹部104d,副阀芯400配置于缸体侧凹部101c。然而,并不局限于此。如图14所示,阀组装体350a以及副阀芯400也可以均配置于缸盖侧凹部104d’。在这种情况下,例如,副阀芯400配置于第二阀孔151a与主阀芯352的轴部352c的端面352c1之间。
变形例4
如图15所示,阀组装体350a以及副阀芯400也可以均配置于缸体侧凹部部101c’。在这种情况下,例如,第一阀孔104e1形成于吸入阀形成板150,第二阀孔151a形成于缸体侧凹部101c’内。此外,使缸体侧凹部101c’与吸入室141连通的连通路径101g的一端构成释压孔351a1。
第二实施方式
图16是表示第二实施方式的切换阀350A的剖视图。对于与上述第一实施方式共同的要素标注相同符号,并主要对不同的要素进行说明。另外,在使用第二实施方式的切换阀350A代替上述第一实施方式的切换阀350的情况下的可变容量压缩机100的结构、动作等基本上只要将上述说明中的切换阀350替换为切换阀350A即可。
在第一实施方式的切换阀350中,区划构件351与主阀芯352一体化而成的阀组装体350a与副阀芯400分离,阀组装体350a收容于缸盖侧凹部104d,副阀芯400收容于缸体侧凹部101c。即,在第一实施方式的切换阀350中,副阀芯400配置于比主阀芯352(阀组装体350a)更靠曲柄室140处。另一方面,在第二实施方式的切换阀350A中,区划构件351、主阀芯352A以及副阀芯400A一体化,并收容于缸盖侧凹部104d(大内径部104d1、小内径部104d2)。具体而言,在第二实施方式的切换阀350A中,副阀芯400A配置于主阀芯352A的内部通路352d内。另外,在第二实施方式的切换阀350A中,副阀芯400A也形成得比主阀芯352A轻。
在第二实施方式的切换阀350A中,主阀芯352A与第一实施方式的切换阀350的主阀芯352相同,包括:第一阀部352a,上述第一阀部352a配置于第一阀室104d3内并与第一阀孔104e1的周围的第一阀座104e2分开、接触;第二阀部352b,上述第二阀部352b配置于第二阀室104d4内并与第二阀孔151a的周围的第二阀座151b分开、接触;以及轴部352c,上述轴部352c对第一阀部352a与第二阀部352b进行连结,并且插通于区划构件351所形成的插通孔351b1。此外,第一阀部352a的一个端面352a1从第一阀座104e2离开且第二阀部352b的一个端面352b1与第二阀座151b抵接时,第一阀部352a2的另一个端面352a与区划构件351的环状的突出部351b2抵接,由此,第一阀室104d3和第二阀室104d4的经由插通孔351b1的连通被截断。
在主阀芯352A形成有贯通路径352d4,上述贯通路径352d4从轴部352c的一个端面352c1贯穿至第一阀部352a的一个端面352a1。在本实施方式中,贯通路径352d4具有:轴部352c的一个端面352c1一侧的小内径部352d5;以及直径形成得比小内径部352d5大的第一阀部352a的一个端面352a1一侧的大内径部352d6。此外,通过压入等将与主阀芯352A分体形成的圆环板状的被安装构件355安装于贯通路径352d4的第一阀部352a的一个端面352a1一侧的端部(即大内径部352d6的端部)。而且,在第二实施方式的切换阀350A中,贯通路径352d4以及被安装构件355的内孔355a形成用于使第一阀孔104e1与第二阀孔151a连通的内部通路352d,端部固定有安装构件355的贯通路径352d4的大内径部352d6形成副阀芯收容室356,在上述副阀芯收容室356中以能沿轴向移动的方式对副阀芯400A进行收容。
副阀芯400A具有:阀部形成部400e,上述阀部形成部400e包括阀部(副阀芯阀部)400a,上述阀部400a能与形成副阀芯收容室356的内壁的被安装构件355分开、接触;以及被支承部400f,上述被支承部400f至少一部分形成得外径比阀部形成部400e大,并以具有规定的间隙的方式支承于贯通路径352d4的大内径部352d6的内周面。而且,副阀芯400A在副阀芯收容室356内移动,副阀芯400A的阀部400a的端面400a1与被安装构件355分开、接触,以使构成主阀芯352A的内部通路352d的一部分的被安装构件355的内孔355a、即主阀芯352A的内部通路352d的第一阀孔104e1一侧的端部打开、关闭。另外,副阀芯400A沿阀部400a与被安装构件356分开的方向的移动通过被支承部400f的端面400f1的周缘部及其附近与主阀芯352A的贯通路径352d4的小内径部325d5与大内径部325d6的连接端面325d7抵接而被限制。
此外,副阀芯400A与第一实施方式的切换阀350的副阀芯400相同地具有内部通路(副阀芯内部通路)400d。内部通路400d包括:第一通路400d1,上述第一通路400d1沿副阀芯400A的轴向延伸;以及第二通路400d2,上述第二通路400d2与第一通路400d1连接。第一通路400d1的一端开口于被支承部400f的端面400f1并经由主阀芯352A的贯通路径352d4的小内径部352d5与第二阀孔151a连通,第一通路400d1的另一端为封堵端。此外,第二通路400d2形成于阀部形成部400e,使第一通路400d1与副阀芯收容室356连通。而且,副阀芯收容室356在副阀芯400A的阀部400a的端面400a1从被安装构件355离开而将内孔355a开放时与第一阀孔104e1连通。也就是说,在本实施方式中,在副阀芯400A的阀部400a的端面400a1从被安装构件355离开而将被安装构件355的内孔355a开放时,即在副阀芯400A的阀部400a将主阀芯352A的内部通路352d的第一阀孔104e1一侧的端部开放时,副阀芯400A的内部通路400d与主阀芯352A的内部通路352d协作使第一阀孔104e1与第二阀孔151a连通。
切换阀350的动作
参照图16和图17的(a)、(b)对第二实施方式的切换阀350A的动作进行说明。
在控制阀300与切换阀350A之间的压力供给通路145a的压力Pm比曲柄室140的压力Pc大的状态下,主阀芯352A的第一阀部352a的一个端面352a1从第一阀座104e2离开,同时主阀芯352A的第二阀部352b的一个端面352b1与第二阀座151b抵接。此外,副阀芯400A的阀部400a的端面400a1从被安装构件355离开,同时副阀芯400A的被支承部400f的端面400f1的周缘部及其附近与主阀芯352A的贯通路径352d4的连接端面325d7抵接(参照图16)。也就是说,副阀芯400A将主阀芯352A的内部通路352d(的第一阀孔104e1一侧的端部)开放。在这种情况下,第一阀孔104e1和第二阀孔151a经由主阀芯352A的内部通路352d以及副阀芯400A的内部通路400d而连通,同时第二阀孔151a与释压孔351a1的连通被截断。
由此,构成控制阀300与切换阀350之间的压力供给通路145a的连通路径104e和构成切换阀350A与曲柄室140之间的压力供给通路145b的连通路径101d经由第一阀孔104e1、主阀芯352A的内部通路352d(被安装构件355的内孔355a、贯通路径352d4)、副阀芯400A的内部通路400d以及第二阀孔151a而连通。即,切换阀350A将压力供给通路145开放,同时将第一释压通路146a封闭。
随后,当控制阀300将压力供给通路145封闭而使得控制阀300与切换阀350A之间的压力供给通路145a的压力Pm比曲柄室140的压力Pc低时,如图17的(a)所示,比主阀芯352A轻的副阀芯400A首先动作,副阀芯400A的阀部400a的端面400a1与被安装构件355抵接而将被安装构件355的内孔355a、即主阀芯352A的内部通路352d(的第一阀孔104e1一侧的端部)封闭。具体而言,副阀芯400A被从构成切换阀350A与曲柄室140之间的压力供给通路145b的连通路径101d通过第二阀孔151a以及主阀芯352A的贯通路径352d4的小内径部352d5而流入(逆流)到副阀芯400A的第一通路400d1并与第一通路400d1的上述封堵端碰撞的少量的制冷剂流推压而移动,从而将主阀芯352A的内部通路352d封闭。
由此,从曲柄室140一侧流入到控制阀300与切换阀350A之间的压力供给通路145a的制冷剂消失,同时控制阀300与切换阀350A之间的压力供给通路145a内的制冷剂经由节流通路320向吸入室141流出,因此,控制阀300与切换阀350A之间的压力供给通路145a的压力可靠且迅速地下降至吸入室141的压力。因此,由于曲柄室140的压力Pc和控制阀300与切换阀350A之间的压力供给通路145a的压力Pm之差增大(以及随之引起的制冷剂流的动压),主阀芯352A与副阀芯400A一起可靠地动作。
而且,当主阀芯352A与副阀芯400A一起动作时,如图17的(b)所示,主阀芯352A的第一阀部352a的一个端面352a1与第一阀座104e2抵接,通过将主阀芯352A的内部通路352d(的第一阀孔104e1一侧的端部)封闭的副阀芯400A将第一阀孔104e1关闭,使主阀芯352A的第二阀部352b的一个端面352b1从第二阀座151b离开。在这种情况下,一阀孔104e1与第二阀孔151a的连通被截断,同时第二阀孔151a与释压孔351a1连通。
由此,构成切换阀350A与曲柄室140之间的压力供给通路145b的连通路径101d经由第二阀孔151a、第二阀室104d4、释压孔351a1以及连通路径104g而与吸入室141连通。即,切换阀350A将压力供给通路145封闭,同时将第一释压通路146a开放。因此,曲柄室140和吸入室141通过第一释压通路146a和第二释压通路146b而连通,使曲柄室140与吸入室141连通的上述释压通路的开度(通路截面积)变为最大。因此,曲柄室140内的制冷剂迅速地向吸入室141流出,使得曲柄室140的压力与吸入室141的压力相等。
随后,当控制阀300将压力供给通路145开放而使得控制阀300与切换阀350A之间的压力供给通路145a的压力Pm超过曲柄室140的压力Pc(=吸入室141的压力)时,主阀芯352A和副阀芯400A动作。即,主阀芯352A的第一阀部352a的一个端面352a1从第一阀座104e2离开,同时主阀芯352A的第二阀部352b的一个端面352b1与第二阀座151b抵接,副阀芯400A从被安装构件355离开而将主阀芯352A的内部通路352d开放(参照图16)。也就是说,切换阀350A将压力供给通路145开放,同时将第一释压通路146a封闭。
以上,虽然对本发明的实施方式以及变形例进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式和变形例,能够基于本发明的技术思想进行进一步变形及改变。
例如,控制阀300能设为不具有螺线管的机械式控制阀,或是设为不具有波纹管等感压构件的电磁阀。此外,本发明并不局限于斜板式的可变容量压缩机,能适用于排出容量根据控制压室的压力而变化的各种可变容量压缩机。
(符号说明)
100可变容量压缩机;101缸体;101a缸膛(压缩部);101c缸体侧凹部;103阀板;104缸盖;104b第一收容室;104d缸盖侧凹部;104d3第一阀室;104d4第二阀室;104e1第一阀孔;104e2第一阀座;107第二收容室;136活塞(压缩部);140曲柄室(控制压室);141吸入室;142排出室;145、145a、145b压力供给通路;146a、146b释压通路;150吸入阀形成版;151排出阀形成板;151a第二阀孔;151b第二阀座;300控制阀;350、350A切换阀;350a阀组装体;351区划构件;351a1释压孔;351b1插通孔;351b2环状的突出部;352、352A主阀芯;352a第一阀部;352b第二阀部;352c轴部;352d内部通路;400、400A副阀芯;400a阀部(副阀芯阀部);400d内部通路(副阀芯内部通路)。

Claims (8)

1.一种可变容量压缩机,包括:
吸入室,所述吸入室导入有压缩前的制冷剂;
压缩部,所述压缩部吸入所述吸入室内的制冷剂并进行压缩;
排出室,被所述压缩部压缩后的制冷剂排出至所述排出室;以及
控制压室,
排出容量根据所述控制压室的压力而变化,
其中,包括:
控制阀,所述控制阀设于用于将所述排出室内的制冷剂供给至所述控制压室的压力供给通路,并对所述压力供给通路的开度进行调节;
切换阀,所述切换阀设于所述压力供给通路的比所述控制阀更靠所述控制压室一侧的位置,并在第一状态和第二状态之间切换,在所述第一状态下,使第一阀孔和第二阀孔连通,在所述第二状态下,使所述第二阀孔与连通于所述吸入室的释压孔连通,其中,所述第一阀孔连通于所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路,所述第二阀孔连通于所述切换阀与所述控制压室之间的压力供给通路;以及
节流通路,所述节流通路使所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路和所述吸入室连通,
所述切换阀包括:
主阀芯,所述主阀芯具有用于使所述第一阀孔与所述第二阀孔连通的内部通路,并以如下方式动作,即在所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力比所述控制压室的压力高的情况下将所述第二阀孔与所述释压孔的连通截断,另一方面,在所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力比所述控制压室的压力低的情况下使所述第二阀孔与所述释压孔连通;以及
副阀芯,所述副阀芯以如下方式动作,即在所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力比所述控制压室的压力高的情况下将所述主阀芯的所述内部通路开放,另一方面,在所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力比所述控制压室的压力低的情况下将所述主阀芯的所述内部通路封闭,
所述副阀芯形成得比所述主阀芯轻,且在所述控制阀将所述压力供给通路封闭而使所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力下降时,比所述主阀芯先动作并将所述主阀芯的所述内部通路封闭。
2.如权利要求1所述的可变容量压缩机,其中,
所述主阀芯由金属材料形成,所述副阀芯由树脂材料形成。
3.如权利要求1或2所述的可变容量压缩机,其中,
所述主阀芯构成为在所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力比所述控制压室的压力高的情况下从所述第一阀孔的周围的第一阀座离开,同时与所述第二阀孔的周围的第二阀座抵接,从而将所述第二阀孔与所述释压孔的连通截断,在所述控制阀与所述切换阀之间的压力供给通路的压力比所述控制压室的压力低的情况下与所述第一阀座抵接,同时从所述第二阀座离开,从而使所述第二阀孔与所述释压孔连通。
4.如权利要求3所述的可变容量压缩机,其中,
所述主阀芯构成为通过与所述第一阀座抵接以将所述第一阀孔关闭,另一方面,通过从所述第一阀座离开以将所述第一阀孔打开,同时经由所述内部通路使所述第一阀孔与所述第二阀孔连通。
5.如权利要求4所述的可变容量压缩机,其中,
所述副阀芯包括:副阀芯阀部,所述副阀芯阀部配置于比所述主阀芯靠所述控制压室一侧的位置,并将所述主阀芯的所述内部通路的所述第二阀孔一侧的端部打开、关闭;以及副阀芯内部通路,所述副阀芯内部通路使所述切换阀与所述控制压室之间的压力供给通路和所述第二阀孔连通。
6.如权利要求3所述的可变容量压缩机,其中,
所述主阀芯构成为在与所述第一阀座抵接时和从所述第一阀座离开时均经由所述内部通路使所述第一阀孔与所述第二阀孔连通。
7.如权利要求6所述的可变容量压缩机,其中,
所述副阀芯配置于所述主阀芯的所述内部通路内,并具有:副阀芯阀部,所述副阀芯阀部将所述主阀芯的所述内部通路的所述第一阀孔一侧的端部打开、关闭;以及副阀芯内部通路,所述副阀芯内部通路在所述副阀芯阀部将所述主阀芯的所述内部通路的所述第一阀孔一侧的端部开放时与所述主阀芯的所述内部通路协作使所述第一阀孔与所述第二阀孔连通。
8.如权利要求3至7中任一项所述的可变容量压缩机,其中,
所述切换阀还包括区划构件,所述区划构件区划出第一阀室和第二阀室,所述第一阀室具有所述第一阀孔和所述第一阀座,所述第二阀室具有所述第二阀孔、所述第二阀座和所述释压孔,所述区划构件包括:插通孔,所述插通孔使所述第一阀室与所述第二阀室连通;以及环状的突出部,所述突出部形成于所述插通孔的周围并朝所述第一阀室一侧突出,
所述主阀芯具有:第一阀部,所述第一阀部配置于所述第一阀室并与所述第一阀座分开、接触;第二阀部,所述第二阀部配置于所述第二阀室并与所述第二阀座分开、接触;以及轴部,所述轴部对所述第一阀部和所述第二阀部进行连结,并且插通于所述区划构件的所述插通孔,在所述第二阀部与所述第二阀座抵接时,所述第一阀部的处于与所述第一阀座分开、接触的部位的相反侧的部位与所述区划构件的所述环状的突出部抵接,从而将所述第一阀室与所述第二阀室的经由所述插通孔实现的连通截断。
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