DE60225747T2

DE60225747T2 - Kontrollventil für Kompressoren mit variabler Fördermenge

Info

Publication number: DE60225747T2
Application number: DE60225747T
Authority: DE
Inventors: Toshiki Okii; Yoshiyuki Kume; Masayuki Imai
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2002303262A; EP1247981A2; KR100865017B1; US20020182087A1; EP1247981A3; KR20020079486A; JP4829419B2; ATE390559T1; DE60225747D1; US6626645B2; EP1247981B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität, die in Klimaanlagen von Fahrzeugen verwendet werden, und insbesondere ein Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität, das die Zuführung eines Kühlmittelgases in das Innere eines Kurbelgehäuses von einer Austrittsdruckregion nach Erfordernis steuert.
2. BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Herkömmlich wurden Kompressoren variabler Kapazität, die mit einem Zylinder, einem Kolben, einer Taumelscheibe usw. versehen sind, beispielsweise bei der Kompression und Zuführung eines Kühlmittelgases einer Klimaanlage für Automobile verwendet. Ein bekannter Kompressor variabler Kapazität dieser Ausführung ist mit einem Kühlmittelgas-Kanal versehen, der mit einer Austrittsdruckregion und einem Kurbelgehäuse kommuniziert und den Neigungswinkel der Taumelscheibe durch Anpassen des Drucks im Inneren des Kurbelgehäuses ändert, um dadurch die Austrittskapazität zu ändern. Die Druckanpassung im Inneren der Kurbelwelle wird durch Zuführung eines komprimierten Hochdruck-Kühlmittelgases von der Austrittsdruckregion zu dem Kurbelgehäuse durch die Öffnungsanpassung eines Steuerventils, das in dem Kühlmittelgas-Kanal vorgesehen ist, durchgeführt.
Beispielsweise ist ein Steuerventil 100', wie in den 10 und 11 dargestellt, bekannt (veröffentlichte japanische Patentanmeldungen Nr. 9-268973 und 9-268974 ) als ein Steuerventil für einen derartigen Kompressor variabler Kapazität, wie oben beschrieben. Dieses Steuerventil 100' ist an der Seite des hinteren Gehäuses 210 eines Kompressors variabler Kapazität 200 vorgesehen und führt die Druckanpassung eines Kurbelgehäuses 231 innerhalb eines vorderen Gehäuses 230 aus, das in Verbindung mit einem Zylinderblock 220 des Kompressors variabler Kapazität 200 eingebaut ist.
Im Inneren des Kurbelgehäuses 231 wird eine Taumelscheibe 240 von einer Antriebswelle 250 in einer Weise getragen, dass die Taumelscheibe 240 in die Axialrichtung der Antriebswelle 250 gleiten und sich neigen kann. Ein Führungsstift 241 dieser Taumelscheibe 240 wird verschiebbar von einem Tragarm 252 einer drehbaren Halterung 251 getragen. Außerdem ist die Taumelscheibe 240 über ein Paar von Schuhen 242 mit einem Kolben 260 verbunden, der verschiebbar in einer Zylinderbohrung 221 angeordnet ist.
Die Taumelscheibe 240 dreht sich gemäß einer Differenz zwischen dem Saugdruck Ps in der Zylinderbohrung 221 und dem Kurbelgehäusedruck Pc in dem Kurbelgehäuse 231 in die Richtungen, die durch in 10 dargestellte Pfeile gekennzeichnet sind, und ändert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 240 selbst. Auf der Grundlage des Neigungswinkels der Taumelscheibe 240 wird die Hubbreite der Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Kolbens 260 in der Zylinderbohrung 221 bestimmt. Und ein Sperrelement 270, das gegen den mittleren Abschnitt der Taumelscheibe 240 stößt, bewegt sich in einer Gehäuseöffnung 222 vorwärts und rückwärts, wenn die Taumelscheibe 240 sich in die durch den Pfeil gekennzeichneten Richtungen dreht.
Im Inneren des hinteren Gehäuses 210 sind Saugkammern 211a, 211b, die eine Saugdruckregion bilden, und Austrittskammern 212a, 212b, die eine Austrittsdruckregion bilden, definiert und ausgebildet.
Wenn der Kolben 260 sich auf der Grundlage der Drehung der Taumelscheibe 240 vorwärts und rückwärts bewegt, wird ein Kühlmittelgas in der Saugkammer 211a aus einer Saugöffnung 213 in das Innere der Zylinderbohrung 221 gesaugt, auf einen vorgeschriebenen Druck komprimiert und dann aus einer Austrittsöffnung in die Austrittskammer 212a geführt.
Weiterhin kommuniziert ein Saugkanal 215, der im mittleren Abschnitt des hinteren Gehäuses 210 ausgebildet ist, mit der Gehäuseöffnung 222 und gleichzeitig kommuniziert der Saugkanal 215 über eine Durchgangsöffnung 216 auch mit der Saugkammer 211b. Wenn die Taumelscheibe 240 sich zur Seite des Sperrelements 270 bewegt, bewegt sich das Sperrelement 270 zur Seite des Saugkanals 215 und versperrt die Durchgangsöffnung 216.
Die obere Seite des Steuerventils 100' kommuniziert mit dem Saugkanal 215 über einen Druckdetektionskanal 217, der den Saugdruck Ps in das Innere des Steuerventils 100' führt. Weiterhin kommunizieren die Austrittskammer 212b und das Kurbelgehäuse 231 miteinander über Luftzuführungskanäle 218, 219 des Steuerventils 100'. Die Luftzuführungskanäle 218, 219 werden durch ein Ventilelement 106' des Steuerventils 100' geöffnet und geschlossen.
Der Austrittsdruck Pd der Austrittskammer 212b wird über den Luftzuführungskanal 218 in eine Ventilkammeröffnung 113' geführt. Der Druck Pc im Kurbelgehäuse wird über eine Ventillochöffnung 114' in den Luftzuführungskanal 219 geführt. Der Saugdruck Ps wird über den Druckdetektionskanal 217 in eine Saugdruckzuführungsöfnung 115' geführt.
Wenn ein Betriebsschalter 280 einer Klimaanlage eingeschaltet ist, beispielsweise wenn eine Temperatur, die von einem Raumsensor 281 erfasst wird, nicht niedriger als eine Temperatur ist, die von einer Raumtemperatur-Einstellvorrichtung 282 eingestellt wurde, gibt ein Steuercomputer 283 Befehle an einen Solenoid 101' des Steuerventils 100' aus und bewirkt, dass der Solenoid 101' einen vorgeschriebenen Strom an eine Treiberschaltung 284 liefert. Und ein beweglicher Kern 102' wird durch die Anziehung des Solenoids 101' und die zwingende Kraft einer Feder 103' hin zu einem festen Kern 104' angezogen.
Durch die Bewegung des beweglichen Kerns 102' bewegt sich das Ventilelement 106', das an einem Solenoidstab 105' befestigt ist, während es der zwingenden Kraft einer Zwangsausgleichsfeder 107' widersteht, in eine Richtung, in der die Öffnung eines Ventillochs 108' reduziert ist. Durch die Bewegung dieses Ventilelements 106' steigt auch ein druckempfindlicher Stab 109', der in das Ventilelement 106' integriert ist. Als ein Ergebnis davon wird ein Balg 111', der über einen druckempfindlichen Stabaufnahmeteil 110' mit dem Ventilelement 106' in einer solchen Weise verbunden ist, dass der Balg 111' nahe an das und weg von dem Ventilelement 106 kommen kann, unter Druck gesetzt.
Der Balg 111' wird gemäß Variationen im Saugdruck Ps, der über den Druckdetektionskanal 217 in das Innere des druckempfindlichen Teils 112' eingeführt wird, verdrängt und übt Belastungen auf den druckempfindlichen Stab 109' aus. Dementsprechend wird die Öffnung des Ventillochs 108' des Steuerventils 100' durch das Ventilelement 106' durch eine Kombination der Anziehung durch den Solenoid 101', der zwingenden Kraft des Balgs 111' und der zwingenden Kraft der Zwangsausgleichsfeder 107' bestimmt.
Wenn eine Differenz zwischen einer Temperatur, die von dem Raumsensor 281 erfasst wurde, und einer Temperatur, die von der Raumtemperatur-Einstellvorrichtung eingestellt wurde, groß ist (wenn die Kühllast groß ist), bewirkt eine Erhöhung des Zufuhrstroms, dass der feste Kern 104' den beweglichen Kern 102' anzieht, und die Öffnung des Ventillochs 108' durch das Ventilelement 106' wird verringert. Als ein Ergebnis arbeitet das Steuerventil 100' in einer solchen Weise, dass das Steuerventil 100' einen niedrigeren Saugdruck Ps hält, und unter diesem Saugdruck Ps wird das Öffnen und Schließen des Ventilelements 106' durchgeführt.
Wenn die Ventilöffnung abnimmt, nimmt das Volumen des Kühlmittelgases, das von der Austrittskammer 212b über die Luftzuführungskanäle 218, 219 in das Kurbelgehäuse 231 strömt, ab und gleichzeitig strömt das Gas im Kurbelgehäuse 231 heraus und tritt in die Saugkammern 211b, 211a mit dem Ergebnis ein, dass der Druck Pc im Kurbelgehäuse abfällt. Und wenn die Kühllast groß ist, steigt der Saugdruck Ps in der Zylinderbohrung 221, und eine Differenz entsteht zwischen dem Saugdruck Ps und dem Druck Pc im Kurbelgehäuse, die in einem vergrößerten Neigungswinkel der Taumelscheibe 240 resultiert. Als ein Ergebnis verlässt das Sperrelement 270 die Seite des Saugkanals 215 und öffnet die Durchgangsöffnung 216.
Übrigens ist, wie in den 10 und 11 dargestellt, das oben beschriebene konventionelle Steuerventil 100' in einer solchen Weise konstruiert, dass der Austrittsdruck Pd durch den Luftzuführungskanal 218 in die Ventilkammeröffnung 113' des Steuerventils 100' geführt wird. Dieser Austrittsdruck Pd ist hoch und gibt neben dem Kühlmittelgas, das den Austrittsdruck Pd erzeugt, große Wärme ab, weil es durch die Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Kolbens 260 komprimiert wird, bis ein vorgeschriebener Druck erreicht ist, mit dem Ergebnis, dass das Steuerventil 100' selbst durch diese große Wärme erwärmt wird und die Genauigkeit des Öffnens und Schließens des Ventillochs 108' durch das Ventilelement 106' abnimmt, was ein Problem darstellt.
Weil die Entfernung zwischen dem Anwendungspunkt der Anziehung des Solenoidstabs 105' durch den Solenoid 101' und dem Anwendungspunkt der zwingenden Kraft durch den Balg 111' groß ist, besteht außerdem eine Gefahr, dass während der Bewegung des Solenoidstabs 105' zum Zeitpunkt des Schließens des Ventils Spiel in dem Solenoidstab 105' vorkommen kann, wodurch eine Verbesserung bei der Genauigkeit des Öffnens und Schließens des Ventils behindert wird.
Um dieses Problem zu lösen, wird in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 11-218078 eine Technik offenbart, um den Anwendungspunkt der Anziehung des Solenoidstabs nahe an den Anwendungspunkt der zwingenden Kraft des Balgs zu bringen, indem ein Balg unter einem Solenoidstab angeordnet wird. Bei dieser Technik neigt ein niedriger Saugdruck Ps jedoch dazu, als ein Kühlmitteldeposit an der Balgseite zu bleiben, so dass Faktoren nicht besonders berücksichtigt werden, die für die Behinderung von Plungerkolbenbewegungen wie Anhaften durch ebenen Kontakt zwischen dem unteren Ende des eigentlichen Steuerventils und der Oberfläche am oberen Ende des Plungerkolbens verantwortlich sind, oder Faktoren, die für die Behinderung der Bewegungen des Plungerkolbens und Schafts durch Dämpfungswirkung eines Kühlmittels verantwortlich sind.
Weiterhin wird der Druck empfangende Bereich, der den Kurbelgehäusedruck Pc an der oberen Seite der Bewegungsrichtung des Ventilelements 106' empfangt, auf eine derartige Größe eingestellt, dass die entsprechenden Druck empfangenden Bereiche des Ventillochs 108' und des Solenoidstabs 105' nicht durch Druck beeinträchtigt werden. Weil jedoch der Saugdruck Ps und der Kurbelgehäusedruck Pc nicht immer auf dem gleichen Druckpegel gehalten werden, sind der Saugdruck Ps und der Kurbelgehäusedruck Pc nicht vollständig ausgeglichen. Weil außerdem der Druck im Kurbelgehäuse große Druckschwankungen aufgrund des Betriebs eines Kompressors aufweist, schwanken auch Kräfte, die auf das Ventilelement 106' wirken, wenn die Druckschwankungen vorkommen, wodurch ein Problem einer negativen Auswirkung auf die Öffnungs- und Schließgenauigkeit des Ventilelements 106' besteht.
Außerdem sind in dem konventionellen Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität ein druckempfindlicher Balg und Mittel zum Erregen eines Solenoids Seite an Seite in der Öffnungs- und Schließrichtung eines Ventilelements angeordnet, wodurch ein Problem bei der Erzielung einer kompakten Konstruktion, die für ein Bauteil geeignet ist, das in einem Fahrzeug installiert werden soll, besteht.
EP-A-1083335 beschreibt ein Steuerventil, in dem ein Loch durch ein Ventilelement vorhanden ist, das gewährleistet, dass das Ventilelement nicht durch den Kurbeldruck beeinflusst wird.
US-A-6412445 beschreibt ein Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität, in dem eine Führungsanordnung zur Führung der Bewegung eines Plungerkolbens vorgesehen ist, um die Auswirkungen von horizontalen Saugkräften auf den Plungerkolben zu reduzieren.
EP-A-0771948 beschreibt ein Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität, in dem Druck empfangende Bereiche von verschiedenen Bereichen vorgesehen sind, um zu gewährleisten, dass die Kraft, die auf einen Betätigungsstab, der mit einem Plungerkolben assoziiert ist, wirkt, in einer Richtung größer ist als in einer anderen.
AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Steuerventils für Kompressoren variabler Kapazität nach Anspruch 1, das die Genauigkeit der Ventilöffnung und -schließung durch Eliminieren einer negativen Auswirkung eines Kühlmittelgasdrucks, der auf das Ventilelement des Steuerventils wirkt, verbessert und das gleichzeitig eine kompakte Konstruktion gestattet.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu realisieren, wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität bereitgestellt, das ein Steuerventilgehäuse, einen Solenoid-Erregungsteil und einen druckempfindlichen Teil umfasst. Der Solenoid-Erregungsteil ist mit einem Solenoid und einem Plungerkolben, der sich vertikal durch die Erregung des Solenoids bewegt, versehen. Das Steuerventilgehäuse ist an der oberen Seite des Solenoid-Erregungsteils angeordnet und verfügt über eine Ventilkammer, die mit einem Ventilloch an der Bodenflache davon versehen ist, eine Druckkammer, die über der Ventilkammer angeordnet ist, und ein Ventilelement, das in der Ventilkammer angeordnet ist und Öffnungs- und Schließoperationen durch den Plungerkolben ausführt. Das obere Ende des Ventilelements des Steuerventilgehäuses ist in die Druckkammer eingesetzt und das untere Ende davon ist in die Plungerkolbenkammer des Solenoid-Erregungsteils eingesetzt. Außerdem kommunizieren die Plungerkolbenkammer und die Druckkammer durch eine Aufhebungsöffnung, die in dem Ventilelement gebildet ist, miteinander. Der obere Bereich und der untere Bereich des Ventilelements haben die gleiche Schnittfläche.
Weil in dem Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität der vorliegenden Erfindung, das wie oben beschrieben konstruiert ist, das Kühlmittelgas mit dem Saugdruck Ps in der Plungerkolbenkammer über die Auflhebungsöffnung in die Druckkammer geführt wird, wird das Ventilelement dem Saugdruck Ps von beiden Seiten der oberen und unteren Bereiche davon ausgesetzt. Weil außerdem die oberen und unteren Bereiche des Ventilelements die gleiche Schnittfläche haben, wird das Ventilelement nicht durch den Austrittsdruck Pd beeinflusst. Daher kann, weil die Druckbalance immer in den oberen und unteren Bereichen des Ventilelements aufrechterhalten wird, die Öffnungs- und Schließgenauigkeit des Ventil verbessert werden. Weil außerdem die Aufhebungsöffnung in dem Ventilelement vorgesehen ist, kann die Bearbeitung der Aufhebungsöffnung auf einfache Weise durchgeführt werden.
Weiterhin wird in einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität bereitgestellt, das ein Steuerventilgehäuse, einen Solenoid-Erregungsteil und einen druckempfindlichen Teil umfasst. Der Solenoid-Erregungsteil ist mit einem Solenoid, einem Plungerkolben, der sich vertikal durch die Erregung des Solenoids bewegt, und einem Anziehungselement an der unteren Seite des Plungerkolbens versehen. Und der druckempfindliche Teil ist an der inneren Seite des Anziehungselements gebildet. Weil der druckempfindliche Teil an der inneren Seite des Anziehungselements gebildet ist, ist es als ein Ergebnis möglich, durch Reduzierung des Durchmessers des Solenoid-Erregungsteils eine kompakte Konstruktion des Steuerventils zu gewährleisten.
In dem Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität nach der vorliegenden Erfindung können die folgenden bevorzugten Ausführungsformen angenommen werden.
Das Anziehungselement ist in der Form eines Zylinders mit einer Unterseite gegenüber dem Plungerkolben. Alternativ umfasst das Anziehungselement einen zylindrischen Abschnitt, der mit der inneren Seite des Solenoid-Erregungsteils in Eingriff zu bringen ist, und einen Abdeckabschnitt, der an das obere Ende dieses zylindrischen Abschnitts durch Presspassung zu befestigen ist.
Der Plungerkolben ist mit einer Kühlmittel-Entluftungsöffnung im Inneren davon in der Längsachsenrichtung versehen.
Der Solenoid-Erregungsteil ist mit einem Schaft mit einem fast halbmondförmigen Abschnitt zum Übertragen der Bewegung des oben beschriebenen druckempfindlichen Teils auf den Plungerkolben versehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben beschriebenen und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen ersichtlich in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, von denen:
1 eine Längsschnittansicht eines Kompressors variabler Kapazität zeigt, der mit einem Steuerventil der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, wobei der Austrittskanal des Kompressors im offenen Zustand ist;
2 eine Längsschnittansicht des in 1 dargestellten Kompressors variabler Kapazität zeigt, wobei der Austrittskanal des Kompressors im geschlossenen Zustand ist;
3 eine vergrößerte Längsschnittansicht eines Steuerventils für den in 1 dargestellten Kompressors variabler Kapazität zeigt;
4 eine Längsschnittansicht der Einzelheiten des in 3 dargestellten Steuerventils zeigt;
5A und 5B eine perspektivische Ansicht bzw. eine Längsschnittansicht eines Plungerkolbens des in 3 dargestellten Steuerventils zeigen;
6A und 6B eine perspektivische Ansicht bzw. eine Längsschnittansicht eines Schafts des in 3 dargestellten Steuerventils zeigen;
7 eine perspektivische Ansicht eines Schafts zeigt, dessen Struktur von der des in 6A und 6B dargestellten Schafts verschieden ist;
8 eine vergrößerte Längsschnittansicht eines Steuerventils in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 eine vergrößerte Längsschnittansicht eines Steuerventils in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 eine Längsschnittansicht eines Kompressors variabler Kapazität zeigt, der mit einem konventionellen Steuerventil versehen ist; und
11 eine Längsschnittansicht der Einzelheiten des in 10 dargestellten Steuerventils zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zuerst wird ein Kompressor variabler Kapazität, der mit einem Steuerventil 100 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
Ein hinteres Gehäuse 3 ist an einer Endoberfläche eines Zylinderblocks 2 eines Kompressors variabler Kapazität 1 über eine Ventilplatte 2a befestigt und ein vorderes Gehäuse 4 ist an der anderen Endoberfläche davon befestigt. In dem Zylinderblock 2 sind eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 6 um einer Welle 5 in gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung angeordnet. Ein Plungerkolben 7 ist verschiebbar in jeder Zylinderbohrung 6 untergebracht.
Ein Kurbelgehäuse 8 ist in dem vorderen Gehäuse 4 gebildet. Eine Taumelscheibe 10 ist in dem Kurbelgehäuse 8 angeordnet. Auf einer Gleitfläche 10a der Taumelscheibe 10 wird ein Schuh 50, der ein kugelförmiges Ende 11a einer Verbindungsstange 11 derart trägt, dass das kugelförmige Ende 11a relativ zu dem Schuh 50 verschiebbar ist, von einer Halterung 53 gehalten. Die Halterung 53 ist an einen Zapfen 10b der Taumelscheibe 10 über ein Radiallager 55 derart montiert, dass die Halterung 53 sich relativ zur Taumelscheibe 10 drehen kann. Das Radiallager 55 ist mittels einer Sperrung 54, die mit einer Schraube 45 befestigt ist, am Zapfen 10b arretiert. Das andere Ende 11b der Verbindungsstange 11 ist an dem Plungerkolben 7 befestigt.
Der Schuh 50 besteht aus einem Schuhkörper 51, der die vordere Endoberfläche von einem Ende 11a der Verbindungsstange 11 derart tragt, dass das eine Ende 11a relativ zum Schuh 50 rollen kann, und einer Scheibe 52, die die hintere Endoberfläche 11a der Verbindungsstange 11 derart tragt, dass die hintere Endoberfläche 11a relativ zur Scheibe 52 rollen kann.
Eine Austrittskammer 12 und eine Saugkammer 13 sind im hinteren Gehäuse 3 gebildet. Die Saugkammer 13 ist so angeordnet, dass sie die Austrittskammer 12 umgibt. Eine Saugöffnung (nicht dargestellt), die mit einem Verdampfer (nicht dargestellt) kommuniziert, ist im hinteren Gehäuse 3 vorgesehen. 1 zeigt einen Austrittskanal 39 in einem geöffneten Zustand und 2 zeigt den Austrittskanal 39 in einem geschlossenen Zustand. In der Mitte des Austrittskanals 39, der Kommunikation zwischen der Austrittskammer 12 und einer Austrittsöffnung 1a bereitstellt, ist ein Steuerschieber (ein Austrittssteuerventil) 31 vorgesehen. Der Austrittskanal 39 besteht aus einem Kanal 39a, der im hinteren Gehäuse gebildet ist, und einem Kanal 39b, der in der Ventilplatte 2a gebildet ist. Der Kanal 39b kommuniziert mit der Austrittsöffnung 1a, die in dem Zylinderblock 2 gebildet ist.
Eine Feder (ein zwingendes Glied) 32 ist in dem zylindrischen Steuerschieber 31, der eine Unterseite hat, angeordnet. Ein Ende dieser Feder 32 stößt gegen eine Sperrung 56, die mittels einer Kappe 59 an dem hinteren Gehäuse 3 befestigt ist. Das andere Ende der Feder 32 stößt gegen die Unterseitenoberfläche des Steuerschiebers 31. Der innere Raum 33 des Steuerschiebers kommuniziert über einen Kanal 34 mit dem Kurbelgehäuse 8.
An einer Seite (der oberen Seite) des Steuerschiebers 31 wirken die zwingende Kraft der Feder 32 und der Druck des Kurbelgehäuses 8 in eine Richtung, in der die zwingende Kraft und der Druck den Steuerschieber 31 schließen (in einer Richtung, in der die zwingende Kraft und der Druck die Öffnung des Ventils 31 reduzieren). Wenn der Steuerschieber 31 dagegen geöffnet ist, wie in 1 dargestellt, kommunizieren die Austrittsöffnung 1a und die Austrittskammer 12 über den Austrittskanal 39 miteinander, so dass an der anderen Seite (der unteren Seite) des Steuerschiebers 31 der Druck der Austrittsöffnung 1a und der Druck der Austrittskammer 12 in einer Richtung wirken, in der beide Drücke den Steuerschieber 31 öffnen (in eine Richtung, in der beide Drücke die Öffnung des Ventils 31 vergrößern). Wenn jedoch eine Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse 8 und der Austrittsöffnung 1a nicht mehr als ein vorgeschriebener Wert wird, bewegt sich der Steuerschieber 31 in eine Schließrichtung und sperrt den Austrittskanal 39. Als ein Ergebnis hört an der unteren Seite des Steuerschiebers 31 der Druck der Austrittsöffnung 1a auf zu wirken, und nur der Druck der Austrittskammer 12 wirkt in einer Richtung, in der der Druck das Ventil 31 öffnet.
Die Austrittskammer 12 und das Kurbelgehäuse 8 kommunizieren über einen zweiten Kanal 57 miteinander. In der Mitte in diesem zweiten Kanal 57 ist ein Steuerventil 100 dieser Ausführungsform, das später ausführlich beschrieben wird, an einer Position angeordnet, die niedriger als die Mittelposition des Kompressors 1 ist. Im Fall einer großen thermischen Last wird dieser zweite Kanal 57 gesperrt, weil ein Ventilelement 132 durch die Erregung des Solenoids 131A des Steuerventils 100 auf einen Ventilsitz gesetzt wird. Im Fall einer kleinen thermischen Last dagegen kommuniziert der zweite Kanal 57, weil das Ventilelement 132 einen Ventilsitz 125a deshalb verlässt, weil der Solenoid 131A nicht mehr erregt wird. Die Operation des Steuerventils 100 wird von einem Computer (nicht dargestellt) gesteuert.
Die Saugkammer 13 und das Kurbelgehäuse 8 kommunizieren über einen ersten Kanal 58 miteinander. Der erste Kanal 58 besteht aus einer Mündung (einer zweiten Mündung) 58a, die in der Ventilplatte 2a gebildet ist, einem Kanal 58b, der in dem Zylinderblock 2 gebildet ist, und einer Öffnung 58c, die in einem Ring (einem ringförmigen Teil) 9, der an der Welle 5 befestigt ist, gebildet ist. Die Saugkammer 13 und das Kurbelgehäuse 8 kommunizieren über einen dritten Kanal 60 miteinander.
Dieser dritte Kanal 60 besteht aus einem Kanal 60a, der in dem vorderen Gehäuse 4 gebildet ist, einem vorderseitigen Lagergehäuseraum 60b, einem Kanal 60c, der in der Welle 5 gebildet ist, einem rückseitigen Lagergehäuseraum 60d, der in dem Zylinderblock 2 gebildet ist, dem Kanal 58b des Zylinderblocks und einer Mündung 58a der Ventilplatte 2a.
Daher bilden der Kanal 58b des Zylinderblocks 2 und die Mündung 58a der Ventilplatte 2a einen Teil des ersten Kanals 58 und bilden gleichzeitig auch einen Teil des dritten Kanals 60.
Ein Innengewinde 61 ist an der inneren Umfangsfläche des rückseitigen Endes des Kanals 60c, der in der Welle 5 gebildet ist, gebildet. Eine Schraube 62 ist in dieses Innengewinde 61 geschraubt. Eine Mündung (eine erste Mündung) 62a ist in dieser Schraube 62 gebildet und der Kanalbereich dieser Mündung 62a ist kleiner als der Kanalbereich der zweiten Mündung 58a in der Ventilplatte 2a, die einen Teil des ersten Kanals 58 bildet. Daher wird nur in einem Fall, in dem der Zapfen 10b der Taumelscheibe 10 die Öffnung 58c des Rings 9 fast versperrt und der Kanalbereich des ersten Kanals 58 stark vermindert ist, das Kühlmittel in dem Kurbelgehäuse 8 über den dritten Kanal 60 in die Saugkammer 13 geführt.
In der Ventilplatte 2a sind eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 16, die Kommunikation zwischen einer Kompressionskammer 82 und der Austrittskammer 12 bereitstellen, bzw. eine Vielzahl von Saugöffnungen 15, die Kommunikation zwischen der Kompressionskammer 82 und der Saugkammer 13 bereitstellen, in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die Austrittsöffnung 16 wird durch ein Auslassventil 17 geöffnet und geschlossen. Die Austrittsöffnung 17 ist zusammen mit einem Ventil-Halteglied 18 an die seitliche Endfläche des hinteren Gehäuses der Ventilplatte 2a mittels einer Schraube 19 und einer Mutter 20 befestigt. Die Saugöffnung 15 wird dagegen von einem Saugventil 21 geöffnet und geschlossen. Dieses Saugventil 21 ist zwischen der Ventilplatte 2a und dem Zylinderblock 2 angeordnet.
Das rückseitige Ende der Welle 5 wird drehbar von einem Radiallager (einem rückseitigen Lager) 24, das in dem rückseitigen Lagergehäuseraum 60d des Zylinderblocks 2 untergebracht ist, und einem Drucklager (einem rückseitigen Lager) 25 getragen. Dagegen wird das vorderseitige Ende der Welle 5 drehbar von einem Radiallager (einem vorderseitigen Lager) 26, das in dem vorderseitigen Lagergehäuseraum 60b des vorderen Gehäuses 4 untergebracht ist, getragen. Eine Wellendichtung 46 ist zusätzlich zum Radiallager 26 in dem vorderseitigen Lagergehäuseraum 60b untergebracht.
Ein Innengewinde 1b ist in der Mitte des Zylinderblocks 2 gebildet. Eine Einstellmutter 83 greift in dieses Innengewinde 1b. Die Welle 5 wird über das Drucklager vorbelastet, indem diese Einstellmutter 83 festgezogen wird. Weiterhin ist eine Riemenscheibe (nicht dargestellt) am vorderseitigen Ende der Welle 5 befestigt.
Ein Druckflansch 40, der die Drehung der Welle 5 auf die Taumelscheibe 10 überträgt, ist an der Welle 5 befestigt. Dieser Druckflansch 40 wird von der Innenwandoberfläche des vorderen Gehäuses über ein Drucklager 33a getragen. Der Druckflansch 40 und die Taumelscheibe 10 sind miteinander über einen Gelenkmechanismus 41 verbunden. Die Taumelscheibe 10 ist so an der Welle 5 montiert, dass die Taumelscheibe 10 auf der Welle 5 gleiten und sich gleichzeitig in Bezug auf eine virtuelle Oberfläche in rechten Winkeln zur Welle 5 neigen kann.
Der Gelenkmechanismus 41 besteht aus einer Halterung 10e, die an einer vorderen Oberfläche 10c der Taumelscheibe 10 vorgesehen ist, einer linearen Führungsrille 10f, die in dieser Halterung 10e vorgesehen ist, und einer Stange 43, die auf eine taumelscheibenseitigen Seitenoberfläche 40a des Druckflansches 40 geschraubt ist. Die Längsachse der Führungsrille 1Of ist in einem vorgeschriebenen Winkel zur vorderen Oberfläche 10c der Taumelscheibe 10 geneigt. Ein kugelförmiger Abschnitt 43a der Stange 43 ist verschiebbar in der Führungsrille 10f angebracht.
Als nächstes wird das Steuerventil 100 für Kompressoren variabler Kapazität in dieser Ausführungsform ausführlich unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erläutert. 3 zeigt eine Längsschnittansicht eines Steuerventils 100, das in einen Kompressor variabler Kapazität eingebaut ist, und 4 zeigt eine Längsschnittansicht der Einzelheiten des in 3 dargestellten Steuerventils.
Das Steuerventil 100 ist in den Räumen 84, 85 des hinteren Gehäuses 3 des in den 1 und 2 dargestellten Kompressors variabler Kapazität in einem luftdichten Zustand, der durch O-Ringe 121a, 121b, 131b aufrechterhalten wird, angeordnet.
Wie in 4 dargestellt, besteht das Steuerventil 100 aus einem Steuerventilgehäuse 120, einem Solenoid-Erregungsteil 130 und einem druckempfindlichen Teil 145. Der Solenoid-Erregungsteil 130 ist in der Mitte angeordnet, das Steuerventilgehäuse 120 ist an der oberen Seite des Solenoid-Erregungsteils 130 angeordnet und der druckempfindliche Teil 145 ist an der unteren Seite des Solenoid-Erregungsteils 130 angeordnet.
Der Solenoid-Enegungsteil 130 ist mit einem Solenoidgehäuse 131 an der Peripherie davon versehen. Im Inneren dieses Solenoidgehäuses 131 sind ein Solenoid 131A, ein Plungerkolben 133, der sich durch die Erregung des Solenoids 131A vertikal bewegt, ein Anziehungselement 141 und ein Schaft 138 angeordnet. Eine Plungerkolbenkammer 130a, in der der Plungerkolben 133 untergebracht ist, kommuniziert mit einer Kühlmittel-Saugöffnung 129, die in dem Steuerventilgehäuse 120 vorgesehen ist.
Der druckempfindliche Teil 145 ist an der unteren Seite des Solenoidgehäuses 131 angeordnet. In einer druckempfindlichen Kammer 145a, die in diesem druckempfindlichen Teil 145 gebildet ist, sind ein Balg 146 und eine Feder 159, die den Plungerkolben 133 über den Schaft 138 usw. operieren, angeordnet.
Das Steuerventilgehäuse 120 ist mit einer Ventilkammer 123 versehen. In dieser Ventilkammer 123 ist ein Ventilelement 132 angeordnet, das Öffnungs- und Schließoperationen durch den Plungerkolben 133 durchführt. Ein Kühlmittelgas strömt bei einem hohen Austrittsdruck Pd durch einen Kanal 81 und eine Kühlmittel-Austrittsöffnung 126 in diese Ventilkammer 123. An der Unterseiten-Oberfläche der Ventilkammer 123 ist ein Ventilloch 125 gebildet, das mit einer Kurbelgehäuse-Kühlmittelöffnung 128 kommuniziert. Der Raum in dem oberen Teil der Ventilkammer 123 ist durch eine Sperrung 124 gesperrt. Im mittleren Teil dieser Sperrung 124 ist eine Druckkammer 151 gegenüber dem Ventilloch 125 gebildet. Diese Druckkammer 151 ist eine Vertiefung mit Boden mit derselben Schnittfläche wie das Ventilloch 125. Diese Druckkammer 151, die eine Vertiefung mit Boden ist, fungiert auch als eine Kammer 151a zur Unterbringung einer Feder, und an der Unterseite davon ist eine Ventilschließfeder 127, um das Ventilelement 132 hin zur Unterseite der Ventilkammer 123 zu zwingen, untergebracht.
Das Ventilelement 132 besteht aus einem oberen Abschnitt 132a, einem vergrößerten Ventilelement-Abschnitt 132b, einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 132c und einem unteren Abschnitt 132d. Das Ventilelement 132 nimmt insgesamt die Form eines Balkens an, und der obere Abschnitt 132a und der untere Abschnitt 132d davon haben eine Schnittfläche gleich der des Ventillochs 125. Der obere Abschnitt 132a ist an der Sperrung 124 mit der Druckkammer 151 angebracht und wird davon getragen. Der vergrößerte Ventilelement-Abschnitt 132b ist in der Ventilkammer 123 angeordnet. In dem Ventilloch 125 befindet sich der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 132c gegenüber einer Kurbelgehäuse-Kühlmittelöffnung 128, die mit dem Kurbelgehäuse kommuniziert (Kurbelgehäusedruck Pc). Der untere Abschnitt 132d ist an das Innere des Steuerventilgehäuses 120 angebracht und wird davon getragen, und das untere Ende davon ist in die Plungerkolbenkammer 130a eingesetzt, in die ein Kühlmittelgas beim Saugdruck Ps geführt wird, und ist in Kontakt mit dem Plungerkolben 133. Wenn der Plungerkolben 133 sich nach oben und unten bewegt, bewegt sich das Ventilelement 132 aus diesem Grund nach oben und unten, wodurch ein Zwischenraum zwischen dem vergrößerten Ventilelement-Abschnitt 132b des Ventilelements 132 und einem Ventilsitz 125a, der in der oberen Oberfläche des Ventillochs 125 gebildet ist, eingestellt wird.
Und der Saugdruck Ps bei einer niedrigen Temperatur, der in die Plungerkolbenkammer 130a strömt, wird in den druckempfindlichen Teil 145, der später beschrieben wird, geführt, und gleichzeitig wird dieser Saugdruck Ps auch in einen Saugdruck-Einführungsraum 85 zwischen dem hinteren Gehäuse 3 und einem Solenoidgehäuse 131 geführt (3). Dieser Saugdruck-Einführungsraum 85 wird abgedichtet von einem O-Ring 131b, der auf einem Vorsprung 131a, der an der Seite des Solenoidgehäuses 131 gebildet ist, vorgesehen ist, wodurch die Kühlung der gesamten Seite des Solenoidgehäuses 131 durch ein Kühlmittelgas niedriger Temperatur aus der Saugkammer 13 durchgeführt wird.
Im Inneren des Solenoidgehäuses 131, das mit dem Steuerventilgehäuse 120 verstemmt und verbunden ist, ist der Plungerkolben 133 angeordnet, der das Ventilelement 132 kontaktbefestigt, wie in 4 dargestellt. Dieser Plungerkolben 133 ist verschiebbar in einem Rohr 136 untergebracht, das an ein Ende des Steuerventilgehäuses 120 über einen O-Ring 134a angebracht ist.
Ein Schaft 138 ist an dem Plungerkolben 133 befestigt, wobei der obere Abschnitt 138A davon in ein Gehäuseloch 137 eingesetzt ist, das am unteren Ende des Plungerkolbens 133 gebildet ist. Der untere Abschnitt 138B des Schafts 138, der durch ein Loch 142 im oberen Ende des Gehäuses des Anziehungselements 141 verläuft und von der Seite eines Loch 143 im unteren Ende des Gehäuses hervorragt, kann dagegen in Bezug auf das Anziehungselement 141 gleiten. Zwischen dem Plungerkolben 133 und dem Loch 142 im oberen Ende des Gehäuses des Anziehungselements 141 ist eine Ventilöffnungsfeder 144 vorgesehen, die in eine Richtung zwingt, in der die Ventilöffnungsfeder 144 den Plungerkolben 133 von der Seite des Anziehungselements 141 löst.
Außerdem ist der Schaft 138 in einer solchen Weise angeordnet, dass der untere Abschnitt 138B davon in Kontakt mit einer ersten Sperrung 147 in dem Balg 146, der in einer druckempfindlichen Kammer 145a angeordnet ist, kommen oder diese verlassen kann. In dem Balg 146 ist eine zweite Sperrung 148 zusätzlich zu dieser ersten Sperrung 147 vorgesehen. Zwischen einem Flansch 149 der ersten Sperrung 147 und dem Loch 143 im unteren Ende des Gehäuses des Anziehungselements 141 ist eine Feder 150 vorgesehen, die in eine Richtung zwingt, in der die Feder 150 die erste Sperrung 147 von der Seite des Anziehungselements 141 löst.
Wenn der Saugdruck Ps in der druckempfindlichen Kammer 145a zunimmt, zieht sich der Balg 146 zusammen, und die erste Sperrung 147 kommt in Kontakt mit der zweiten Sperrung 148. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zusammenziehungsaktion (Versetzung) des Balgs 146 gesteuert. Der maximale Versetzungsbetrag dieses Balgs 146 ist so eingestellt, dass er kleiner wird als der maximale Passbetrag zwischen dem unteren Abschnitt 138B des Schafts 138 und der ersten Sperrung 147 des Balgs 146.
Übrigens ist ein Kabel 158, das fähig ist zum Zuführen eines Solenoidstroms, der von einem Steuercomputer (nicht dargestellt) gesteuert wird, an den Solenoid 131A angeschlossen (3).
Außerdem ist die Sperrung 124, die die Ventilkammer 123 sperrt, mit einem Querloch 153 versehen, das mit der Druckkammer 151 kommuniziert, wie in 4 dargestellt. Dieses Querloch 153 ermöglicht Kommunikation zwischen einem Zwischenraum 139, der durch die Sperrung 124 und dem Steuerventilgehäuse 120 gebildet wird, und der Druckkammer 151. Andererseits ist eine Aufhebungsöffnung 155, die Kommunikation zwischen dem Zwischenraum 139 und der Plungerkolbenkammer 130a, in die ein Kühlmittelgas beim Saugdruck Ps strömt, ermöglicht, im Steuerventilgehäuse 120 gebildet.
Die Struktur des Plungerkolbens 133 wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5A (eine perspektivische Ansicht) und 5B (eine Längsschnittansicht) beschrieben.
Der Plungerkolben 133 umfasst einen Kopf 133A und einen Körper 133B. Der Kopf 133A weist zum unteren Ende des Steuerventilgehäuses 120. Der Körper 133B dagegen gleitet in dem Rohr 136. Übrigens verläuft der obere Abschnitt 138A des Schafts 138 durch das untere Ende 133C des Körpers 133B.
Der Kopf 133A des Plungerkolbens 133 hat eine fast zylindrische Form mit einem kleineren Durchmesser als der Körper 133B und steht in Kontakt mit dem unteren Ende des Steuerventilgehäuses 120. Weiterhin hat dieser Kopf, wie in 5A dargestellt, eine obere Endoberfläche 133Aa, die in Kontakt mit dem unteren Abschnitt 132d des Ventilelements 132 steht. In der Mitte dieser oberen Endoberfläche 133Aa ist eine erste Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133d gebildet, die sich in der Längsrichtung (Z-Achsen-Richtung) des Plungerkolbens 133 erstreckt. Weiterhin ist an der Seitenoberfläche des Kopfes 133A, wie in 5B dargestellt, eine zweite Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133c vorgesehen, die sich erstreckt und dabei die Längsrichtung (Z-Achsen-Richtung) des Plungerkolbens 133 kreuzt. Diese ersten und zweiten Kühlmittel-Entlüftungsöffnungen 133d, 133c kommunizieren miteinander im Kopf 133A des Plungerkolbens 133. Die erste Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133d hat einen Radius von ungefähr der Hälfte des Radius der zweiten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133c.
Der Körper 133B des Plungerkolbens 133 hat eine fast zylindrische Form und an der äußeren Oberfläche davon ist ein Schlitz 133a, der sich parallel zur Längsrichtung (Z-Achsen-Richtung) des Plungerkolbens 133 erstreckt, gebildet. Ein Kühlmittel mit dem Saugdruck Ps wird durch diesen Schlitz 133a in den druckempfindlichen Teil 145 geführt. Andererseits ist im Inneren des Körpers 133B des Plungerkolbens 133, wie in 5B dargestellt, eine dritte Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133b vorgesehen, die sich in der Längsrichtung (Z-Achsen-Richtung) des Plungerkolbens 133 erstreckt. Diese dritte Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133b und die zweite Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133c kommunizieren miteinander im Kopf 133A des Plungerkolbens 133. Die dritte Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133b und die zweite Kühlmittel-Entltiftungsöffnung 133c haben den gleichen Innendurchmesser. Daher ist der Durchmesser der ersten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133d kleiner als der Durchmesser der zweiten und dritten Kühlmittel-Entlüftungsöffnungen 133c, 133b.
Das untere Ende 133C des Körpers 133B des Plungerkolbens 133 hat eine Form, die sich hin zu einer unteren Endoberfläche 133Ca des Plungerkolbens 133 veijüngt, und im Inneren davon ist ein Gehäuseloch 137 gebildet, das den oberen Abschnitt 138A des Schafts 138 empfängt. Das Gehäuseloch 137 kommuniziert mit der dritten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133b. Daher ist zwischen der oberen Endoberfläche 133Aa und der unteren Endoberfläche 133Ca des Plungerkolbens 133 Kommunikation durch die erste Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133d und die dritte Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133b vorgesehen.
Ein Beispiel der Struktur des Schafts 138 wird nachstehend unter Bezugnahme auf 6A (eine perspektivische Ansicht) und 6B (eine Längsschnittansicht) beschrieben.
Der Schaft 138 besteht aus einem oberen Abschnitt 138A, der durch das Gehäuseloch 137 des Plungerkolbens 133 verläuft, und einem unteren Abschnitt 138B. Der obere Abschnitt 138A hat eine fast zylindrische Form, und ein darin gebildeter hohler Teil in der Längsrichtung (Z-Achsen-Richtung) des Schafts 138 fungiert als eine Kühlmittel-Entlüftungsöfffnung 138b. Der untere Abschnitt 138B hat dagegen eine fast zylindrische Form mit einem kleineren Durchmesser als der obere Abschnitt 138A, und ein darin gebildeter hohler Teil in der Längsrichtung (Z-Achsen-Richtung) des Schafts 138 fungiert als eine Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 138c.
Außerdem ist an der äußeren Oberfläche des Schafts 138 (einschließlich des oberen Abschnitts 138A und des unteren Abschnitts 138B) ein Schlitz 138a gebildet, der sich parallel zur Längsrichtung (Z-Achsen-Richtung) des Schafts 138 erstreckt. Weil der Schaft 138 mit diesem Schlitz 138a versehen ist, ist es möglich, das Anhaften der äußeren Umfangsfläche des Schafts 138 an die innere Umfangsfläche des Gehäuselochs 137 zum Empfangen des Plungerkolbens 133 und das Anhaften der äußeren Umfangsfläche des Schafts 138 an die innere Umfangsfläche des Anziehungselements 141 zu verhindern.
Als nächstes wird nachstehend ein anderes Beispiel der Schaftstruktur unter Bezugnahme auf 7 (eine perspektivische Ansicht) beschrieben.
Ein Schaft 140 besteht aus einem Kopf 140A und einem Körper 140B. An den Seitenoberflächen des Kopfes 140A bzw. Körpers 140B sind ebene Abschnitte 140a, 140b gebildet. Das bedeutet, dass der Schnitt des Kopfes 140A und Körpers 140B eine fast halbmondförmige Form hat. Da der Schaft 140 (einschließlich des Kopfes 140A und Körpers 140B) an der äußeren Oberfläche davon mit ebenen Abschnitten 140a, 140b versehen ist, wie oben beschrieben, wird jeweils ein Zwischenraum zwischen der äußeren Umfangsfläche des Schafts 140 und der inneren Umfangsfläche des Gehäuselochs 137 zum Empfangen des Plungerkolbens 133 und zwischen der äußeren Umfangsfläche des Schafts 140 und der inneren Umfangsfläche des Anziehungselements 141 erzeugt, wodurch es möglich ist, das Anhaften der äußeren Umfangsfläche des Schafts 138 an die innere Umfangsfläche des Gehäuselochs 137 zum Empfangen des Plungerkolbens 133 und das Anhaften der äußeren Umfangsfläche des Schafts 138 an die innere Umfangsfläche des Anziehungselements 141 zu verhindern.
Weil, wie oben beschrieben, der Schaft 138 mit dem Schlitz 138a versehen ist (oder weil der Schaft 140 mit den ebenen Abschnitten 140a, 140b versehen ist), ist es möglich, das Anhaften des Schafts 138 (oder 140) an den Plungerkolben 133 und das Anziehungselement 141 zu verhindern. In einem Fall, in dem der Plungerkolben 133 sich an einer Stelle niedriger als die Mittelposition des Kompressors 1 befindet, selbst wenn ein Kühlmittelgas mit einem niedrigen Saugdruck Ps zu der Seite des Balgs 146 unter dem Plungerkolben 133 geführt und ein Kühlmitteldeposit an der unteren Seite des Plungerkolbens 133 gebildet wird, ist es weiterhin möglich, Phänomene wie Verzögerungen in der Operation des Plungerkolbens und Schafts zu verhindern, weil es für das Kühlmittel, das sich angesammelt hat, leicht wird sich zu bewegen.
Anschließend wird nachstehend die Operation des Kompressors variabler Kapazität 1, in den das Steuerventil 100 dieser Ausführungsform eingebaut ist, beschrieben.
Die Rotationsenergie eines in einem Fahrzeug montierten Motors wird von einer Riemenscheibe (nicht dargestellt) über einen Riemen (nicht dargestellt) auf die Welle 5 übertragen. Die Rotationsenergie der Welle 5 wird über den Druckflansch 40 und den Gelenkmechanismus auf die Taumelscheibe 10 übertragen, wodurch die Taumelscheibe 10 gedreht wird.
Durch die Drehung der Taumelscheibe 10 führt der Schuh 50 eine relative Drehung auf der Gleitfläche 10a der Taumelscheibe 10 aus. Als ein Ergebnis führt der Plungerkolben 7 lineare Hin- und Herbewegungen aus und ändert das Volumen der Kompressionskammer 82 in der Zylinderbohrung 6. Gemäß dieser Volumenänderung der Kompressionskammer 82 werden die Saug-, Kompressions- und Austrittprozesse eines Kühlmittelgases nacheinander ausgeführt, und das Kühlmittelgas mit einem Volumen, das mit dem Neigungswinkel der Taumelscheibe 10 korrespondiert, wird zugeführt.
Zuerst wird im Fall einer großen thermischen Last der Strom des Kühlmittelgases von der Austrittskammer 12 zum Kurbelgehäuse 8 blockiert, und daher fällt der Druck des Kurbelgehäuses 8, und eine Kraft, die an der hinteren Oberfläche des Kolbens 7 während des Kompressionsprozesses erzeugt wird, nimmt ab. Aus diesem Grund fällt die Gesamtsumme der Kräfte, die an der hinteren Oberfläche des Kolbens 7 erzeugt werden, unter die Gesamtsumme der Kräfte, die an der vorderen Oberfläche (obere Oberfläche) des Kolbens 7 erzeugt werden. Als ein Ergebnis nimmt der Neigungswinkel der Taumelscheibe 10 zu.
Wenn der Druck der Austrittskammer 12 steigt und die Druckdifferenz zwischen der Austrittskammer 12 und dem Kurbelgehäuse 8 nicht kleiner als ein spezifizierter Wert wird, mit dem Ergebnis, dass der Druck des Kühlmittelgases in der Austrittskammer 12, der auf die untere Seite des Steuerschiebers 31 wirkt, die Gesamtsumme des Drucks des Kühlmittelgases im Kurbelgehäuse 8, der auf die obere Seite des Steuerschiebers 31 wirkt, und der zwingenden Kraft der Feder 32 übersteigt, bewegt sich der Steuerschieber 31 in eine Öffnungsrichtung und öffnet sich der Austrittskanal 39 (1), so dass als Ergebnis davon das Kühlmittelgas in der Austrittskammer 12 aus der Austrittsöffnung 1a in einen Kondensator 88 strömt.
Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 10 sich von einem Minimum zu einem Maximum ändert, verlässt der Zapfen 10b der Taumelscheibe 10 das Loch 58c des Rings 9 und wird der erste Kanal 58 vollständig geöffnet, mit dem Ergebnis, dass das Kühlmittelgas im Kurbelgehäuse 8 durch den ersten Kanal 58 in die Saugkammer strömt. Aus diesem Grund fällt der Druck des Kurbelgehäuses 8. Wenn der Kanalbereich des ersten Kanals 58 weiterhin maximal wird, strömt das Kühlmittelgas kaum von dem dritten Kanal 60 in die Saugkammer 13.
Wenn in dieser Weise die thermische Last zunimmt und der Solenoid 131A des Steuerventils 100 erregt wird, wird der Plungerkolben 133 zum Anziehungselement 141 angezogen, und das Ventilelement 132, mit dem der Plungerkolben 133 in Kontakt steht, bewegt sich in eine Richtung, in der das Ventilelement 133 die Ventilöffnung schließt, wodurch der Strom des Kühlmittelgases in das Kurbelgehäuse 8 gesperrt wird.
Andererseits wird das Kühlmittelgas niedriger Temperatur von der Seite des Kanals 80, der mit der Saugkammer 13 kommuniziert, über die Kühlmittel-Saugöffnung 129 des Steuerventilgehäuses 120 und die Plungerkolbenkammer 130a in den druckempfindlichen Teil 145 geführt. Als ein Ergebnis verdrängt der Balg 146 des druckempfindlichen Teils 145 auf der Grundlage des Kühlmittelgasdrucks, der der Saugdruck Ps der Saugkammer 13 ist. Die Verdrängung dieses Balgs 146 wird über den Schaft 138 und den Plungerkolben 133 auf das Ventilelement 132 übertragen. Das bedeutet, dass die Öffnung des Ventillochs 125 durch das Ventilelement 132 durch die Anziehungskraft des Solenoids 131A, der zwingenden Kraft des Balgs 146 und der zwingenden Kraft der Ventilschließfeder 127 und der Ventilöffnungsfeder 144 bestimmt wird.
Und wenn der Druck in der druckempfindlichen Kammer 145a (der Saugdruck Ps) zunimmt, zieht sich der Balg 146 zusammen und reagiert die Bewegung des Ventilelements 132 auf diese Verdrängung des Balgs 146 (die Verdrängungsrichtung des Ventilelements 132 korrespondiert mit der Anziehungsrichtung des Plungerkolbens 133 durch den Solenoid 131A), wodurch die Öffnung des Ventillochs 125 reduziert wird. Als ein Ergebnis nimmt das Volumen des Hochdruck-Kühlmittelgases, das von der Austrittskammer 12 in die Ventilkammer 123 geführt wird, ab (der Kurbelgehäusedruck Pc fällt), und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 10 nimmt zu (1).
Wenn der Druck in der druckempfindlichen Kammer 145a abfällt, expandiert der Balg 146 außerdem durch die Wiederherstellungskraft der Feder 159 und des Balgs 146 selbst, und das Ventilelement 132 bewegt sich in eine Richtung, in der das Ventilelement 132 die Öffnung des Ventillochs 125 vergrößert. Als ein Ergebnis steigt das Volumen des Kühlmittelgases hohen Drucks, das in die Ventilkammer 123 geführt wird (der Kurbelgehäusedruck Pc steigt), und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 10 in dem in 1 dargestellten Zustand verringert sich.
Wenn im Kontrast dazu die thermische Last klein ist, strömt das Hochdruck-Kühlmittelgas von der Austrittskammer 12 in das Kurbelgehäuse 8, wodurch der Druck des Kurbelgehäuses 8 erhöht wird. Als ein Ergebnis nimmt eine Kraft zu, die an der hinteren Oberfläche des Kolbens 7 während des Kompressionsprozesses erzeugt wird, und die Gesamtsumme der Kräfte, die an der hinteren Oberfläche des Kolbens 7 erzeugt werden, übersteigt die Gesamtsumme der Kräfte, die an der vorderen Oberfläche des Kolbens 7 erzeugt werden, wodurch der Neigungswinkel der Taumelscheibe 10 reduziert wird.
Wenn die Druckdifferenz zwischen der Austrittskammer 12 und dem Kurbelgehäuse 8 nicht mehr als ein spezifizierter Wert wird und die Gesamtsumme des Drucks des Kurbelgehäuses 8, der auf die obere Seite des Steuerschiebers 31 wirkt, und der zwingenden Kraft der Feder 32 den Druck des Kühlmittelgases in der Austrittskammer 12, der auf die untere Seite des Steuerschiebers 31 wirkt, übersteigt, bewegt sich der Steuerschieber 31 in eine Schließrichtung und sperrt den Austrittskanal 39 (2), wodurch der Strom des Kühlmittelgases aus der Austrittsöffnung 1a in den Kondensator 88 gesperrt wird.
Wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 10 von einem Maximum zu einem Minimum wird, sperrt der Zapfen 10b der Taumelscheibe 10 fast das Loch 58c des Rings 9 und reduziert den Kanalschnittbereich des ersten Kanals 58 beträchtlich. Weil jedoch das Kühlmittelgas in dem Kurbelgehäuse 8 durch den dritten Kanal 60 hin zur Saugkammer 13 ausströmt, wird eine übermäßige Druckzunahme im Kurbelgehäuse 8 unterdrückt, und das Kühlmittelgas im Kompressor 1 kann zirkulieren. Das bedeutet, dass das Kühlmittelgas durch die Saugkammer 13, die Kompressionskammer 82, die Austrittskammer 12, den zweiten Kanal 57, das Kurbelgehäuse 8 und den dritten Kanal 60 strömt und wieder zur Saugkammer 13 zurückkehrt.
In dieser Ausführungsform ist die Struktur derart, dass bewirkt wird, dass der Druck des Kurbelgehäuses 8 auf eine Seite des Steuerschiebers 31 wirkt, der als das Austrittssteuerventil funktioniert, während bewirkt wird, dass der Druck der Austrittskammer 12 auf die andere Seite wirkt, und die Feder 32, die über eine relativ geringe Federkraft verfingt, wird verwendet, um den Steuerschieber 31 in eine Richtung zu zwingen, in der die Feder 32 den Steuerschieber 31 schließt. Wenn daher die thermische Last abnimmt und der Druck der Austrittskammer 12 langsam abfällt, wird der Hubweg des Kolbens 7 minimal (eine besonders kleine Last), und der Steuerschieber 31 behält einen offenen Zustand bei, bis die Taumelscheibe 10 den Kanalbereich des ersten Kanals 58 reduziert.
Wenn die thermische Last in dieser Weise abnimmt und der Solenoid 131A entmagnetisiert wird, verschwindet die Anziehungskraft auf den Plungerkolben 133 mit dem Ergebnis, dass sich der Plungerkolben 133 in eine Richtung bewegt, in der der Plungerkolben 133 das Anziehungselement 141 aufgrund der zwingenden Kraft der Ventilöffnungsfeder 144 verlässt, und das Ventilelement 132 bewegt sich in eine Richtung, in der das Ventilelement 132 das Ventilloch 125 des Steuerventilgehäuses 120 öffnet, wodurch der Einstrom des Kühlmittelgases in das Kurbelgehäuse 8 gefördert wird.
Wenn der Druck im druckempfindlichen Teil 145 steigt, zieht sich der Balg 146 zusammen und verringert sich die Öffnung des Ventilelements 132. Weil jedoch der untere Teil 138B des Schafts 138 nahe an und weg von der ersten Sperrung 147 des Balgs 146 kommen kann, hat die Verdrängung des Balgs 146 keine Auswirkung auf das Ventilelement 132.
Wie oben beschrieben, besteht das Steuerventil dieser Ausführungsform 100 aus dem Solenoid-Erregungsteil 130, der an der Mitte davon mit dem Plungerkolben 133 versehen ist, der sich vertikal durch die Erregung des Solenoids 131A bewegt, dem druckempfindlichen Teil 145, in dem der Balg 146, der synchron mit dem Plungerkolben 133 über den Schaft 138 usw. operiert, an der unteren Seite des Solenoid-Erregurgsteils 130 angeordnet ist, und dem Steuerventilgehäuse 120, das über die Ventilkammer 123 verfingt, in der das Ventilelement 132, das synchron mit dem Plungerkolben 133 usw. operiert, an der oberen Seite des Solenoidgehäuses 131 angeordnet ist. Weil die druckempfindliche Kammer 145a und der Solenoid 131A in großer Nähe zueinander angeordnet sind, nähern sich der Anwendungspunkt durch die Anziehung des Solenoids 131A und der Anwendungspunkt durch den Balg 146 einander an, mit dem Ergebnis, dass, wenn das Ventilelement 132 und der Schaft 138 sich gleichzeitig in eine Schließrichtung bewegen, das Vorkommen von Spiel zwischen ihnen so weit wie möglich minimiert ist.
TABELLE 1 zeigt gemessene Werte, die in einem Experiment bezüglich der Last der Anhaftung zwischen der oberen Endoberfläche 133Aa des Kopfes 133A des Plungerkolbens 133 und dem unteren Ende des Steuerventilgehäuses 120 erhalten wurden. TABELLE 1

Nr. Zuglast Eigengewicht Haftlast

1 9,5 205 13,9 191,1

2 6,0 40 12,8 27,2

3 4,0 14 12,6 1,4

4 9,5 145 13,6 131,4

5 4,0 11,7 11,7 0,0
In TABELLE l kennzeichnen Nr. 1 bis Nr. 3 einen Plungerkolben, der nicht mit einer Kühlmittel-Entlüftungsöffnung versehen ist. Nr. 4 und 5 kennzeichnen einen Plungerkolben, der mit der ersten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133d (siehe 5B) und der zweiten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133c oder der dritten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133b, die mit der ersten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133d kommuniziert, versehen ist.
In diesem Experiment wurden Plungerkolben 133 mit unterschiedlichen Durchmessern der oberen Endoberfläche 133Aa des Kopfes 133A verwendet. Nach dem Ansetzen der oberen Endoberfläche 133Aa des Plungerkolbens 133 an eine ebene Platte, auf die Öl angewandt wurde, bei einer atmosphärischen Temperatur von 20°C wurde eine tatsächliche Kraft (Zugkraft) gemessen, die erforderlich war, um den Plungerkolben 133 zu lösen, und durch Subtrahieren des Eigengewichts des Plungerkolbens 133 von dieser Zuglast wurde die Haftlast des Plungerkolbens 133 (Einheit: Gramm) ermittelt. Das Ergebnis ist in TABELLE 1 dargestellt. Diese Haftlast ist äquivalent zum Widerstandswert beim Lösen des Plungerkolbens 133 von der ebenen Platte.
Aus TABELLE 1 ist ersichtlich, dass die Haftlast auf etwa 1/130 reduziert werden kann, indem der Durchmesser ø der oberen Endoberfläche 133Aa des Plungerkolbens auf etwa 1/2 reduziert wird (siehe Nr. 1 und 3).
Insbesondere wird die Haftlast im Fall des Plungerkolbens Nr. 5 fast null, und es ist ersichtlich, dass der Plungerkolben 133 dieser Struktur eine positive Ventilschließoperation usw. gewährleistet, weil das Kühlmittel beim Schließen des Ventilelements 132 sich nicht mehr zwischen der oberen Endoberfläche 133Aa des Plungerkolbens und dem unteren Abschnitt 132d des Ventilelements 132 ansammelt.
Aus den oben beschriebenen Ergebnissen ist ersichtlich, dass durch Reduzieren des Durchmessers des Kopfes 133A des Plungerkolbens 133 im Vergleich mit dem Durchmesser des Körpers 133B die Kontaktfläche zwischen der oberen Endoberfläche 133Aa des Kopfes 133A des Plungerkolbens 133 und dem unteren Ende des Steuerventilgehäuses 120 (siehe 4) reduziert wird, wodurch das Anhaften des Plungerkolbens 133 an das Steuerventilgehäuse 120 unterdrückt wird, so dass ein gutgängiges Operieren des Ventilelements 132 ermöglicht wird.
Durch Installieren der dritten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133b und der ersten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133d, die sich in der Längsrichtung des Plungerkolbens 133 erstrecken, wie in 5B gezeigt, wird außerdem verhindert, dass das Kühlmittelgas sich zwischen der oberen Endoberfläche 133Aa des Plungerkolbens und dem unteren Abschnitt 132d des Ventilelements 132 selbst während des Schließvorgangs des Ventilelements 132 ansammelt. Außerdem wird durch Installieren der zweiten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133c, die sich radial im Plungerkolben 133 erstreckt, die Bewegung des Kühlmittelgases in die Plungerkolbenkammer 103a gutgängig gemacht.
Durch Bilden der ersten und dritten Kühlmittel-Entlüftungsöffungen 133d und 133b im Plungerkolben 133, die sich in der Längsrichtung davon erstrecken, und der zweiten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133c, die sich in der Radialrichtung erstreckt und diese beiden Kühlmittel-Entlüftungsöffnungen kreuzt, und gleichzeitig durch Gleichmachen des Durchmessers der dritten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133b und des Durchmessers der zweiten Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133c, um dadurch Kommunikation dazwischen bereitzustellen, wird gewährleistet, dass sich das Kühlmittelgas selbst während des Schließvorgangs des Ventilelements 132 nicht zwischen der oberen Endoberfläche 133Aa des Plungerkolben und dem unteren Abschnitt 132d des Ventilelements ansammelt und dass gleichzeitig das Kühlmittelgas, das sich unter dem Plungerkolben 133 angesammelt hat, auf einfache Weise zum oberen Abschnitt der Plungerkolbenkammer 130a bewegt werden kann. Aus diesem Grund kommen Verzögerungen bei der Operation des Plungerkolbens 133 und dergleichen nicht mehr vor.
TABELLE 2 zeigt Messwerte, die in einem Experiment hinsichtlich der Dämpfwirkung von Öl und des viskosen Gleitwiderstands zwischen der inneren Umfangsfläche des Rohrs 136 und der äußeren Umfangsfläche des Plungerkolben 133 erhalten wurden. TABELLE 2

Nr. Zuglast Eigengewicht Gleitwiderstand

1 506 14,0 492,0

2 250 13,8 236,2

3 20 11,7 8,3

Nr. Drucklast Eigengewicht Gleitwiderstand

1 107 14,0 121,0

2 104 13,8 117,8

3 0 11,7 11,7
In TABELLE 2 kennzeichnet Nr. 1 einen Plungerkolben 133, in dem ein Schlitz 133a, der sich parallel zur Längsrichtung des Plungerkolbens erstreckt, an der Seitenoberfläche des Körpers 133B davon gebildet ist, Nr. 2 kennzeichnet einen Plungerkolben 133, in dem zwei oben beschriebene Schlitze 133a an der Seitenoberfläche des Körpers 133B davon gebildet sind, und Nr. 3 kennzeichnet einen Plungerkolben 133, der mit den ersten, zweiten und dritten Kühlmittel-Entlüftungsbffnungen 133d, 133c und 133b versehen ist und in dem ein Schlitz 133a an der Seitenoberfläche des Körpers 133B davon gebildet ist.
In diesem Experiment wurde, nachdem der Plungerkolben 133 in ein Rohr, das Öl enthielt, bei einer Umgebungstemperatur von 20°C eingeführt wurde, eine Zuglast oder Drucklast, die zum vertikalen Bewegen des Plungerkolbens 133 erforderlich war, gemessen, und durch Subtrahieren des Eigengewichts des Plungerkolbens von dem gemessenen Wert oder Addieren des Eigengewichts des Plungerkolbens zu dem gemessenen Wert wurde eine Kraft (Gleitwiderstand, Einheit: Gramm) ermittelt, die zum Bewegen des Plungerkolbens 133 erforderlich war. Das Ergebnis ist in TABELLE 2 dargestellt.
Die Zuglast (eine Kraft, die erforderlich ist, um den Plungerkolben 133 in eine Richtung hochzuziehen, in der das Ventilelement 132 öffnet) des Plungerkolbens 133 Nr. 2 ist auf etwa 1/2 der Zuglast des Plungerkolbens Nr. 1 reduziert. Es ist verständlich, dass dies darauf beruht, dass der Plungerkolben 133 Nr. 2 über mehr Schlitze als der Plungerkolben 133 Nr. 1 verfügt.
Die Zuglast des Plungerkolbens 133 Nr. 3 ist auf etwa 1/60 der des Plungerkolbens 133 Nr. 1 reduziert, und die Drucklast (eine Kraft, die zum Herunterdrücken des Plungerkolbens 133 in eine Richtung, in der das Ventilelement 132 schließt, erforderlich ist) des Plungerkolbens Nr. 3 ist auf etwa 1/10 der des Plungerkolbens 133 Nr. 1 reduziert.
Daher ist es durch Bilden des Schlitzes 133a an der Seitenoberfläche des Körpers 133B des Plungerkolbens 133 möglich, die Druckbalance über den vollen Umfang zwischen der inneren Umfangsfläche des Rohrs 136 und der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 133 zu zerstören, wodurch das Anhaften des Plungerkolbens 133 verhindert und das Ventilelement gutgängig bewegt werden kann.
Weiterhin ist es durch Bilden der Kühlmittel-Entlüftungsöffnungen 133b, 133c, 133d im Inneren des Plungerkolbens 133 möglich, das Kühlmittelgas, das sich im oberen Abschnitt der Plungerkolbenkammer 130a angesammelt hat, auf einfache Weise zu bewegen, wodurch sich Verzögerungen in der Operation des Plungerkolbens 133 und dergleichen verhindern lassen.
Durch Bilden der Kühlmittel-Entlüftungsöffnungen 138b, 138c im Inneren des Schafts 138, die sich in der Längsrichtung davon erstrecken, wird es außerdem einfach, das Kühlgas, das sich unter dem Schaft 138 angesammelt hat, durch die zweiten und dritten Kühlmittel-Entlüftungsöffnungen 133c, 133d des Plungerkolbens 133 in den oberen Bereich der Plungerkolbenkammer 130a zu bewegen, wodurch Verzögerungen in der Operation des Schafts 138 und dergleichen verhindert werden können.
Durch Bilden des Schlitzes 138a an der Seitenoberfläche des Schafts 128 (5A) oder dadurch, dass der Schnitt des Schafts 140 halbmondförmig und nicht rund geformt ist (7), um dadurch das Anhaften der äußeren Umfangsfläche des Schafts 138, 140 an die inneren Umfangsflächen des Plungerkolbens 133 und des Anziehungselements 141 zu verhindern, können die Bewegung des Plungerkolbens 133 und des Ventilelements 132 gutgängig gemacht werden.
Als nächstes wird nachstehend ein Steuerventil 100 in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Weil das Steuerventil 100 für Kompressoren variabler Kapazität dieser Ausführungsform Merkmale hat, die hauptsächlich in der Struktur einer Aufhebungsöffnung und eines druckempfindlichen Teils liegen, werden diese Punkte nachstehend ausführlich beschrieben.
Ein Ventilelement 132 des Steuerventils 100 besteht aus einem oberen Abschnitt 132a, einem vergrößerten Ventilelement-Abschnitt 132b, einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 132c und einem unteren Abschnitt 132d. Der obere Abschnitt 132a ist in einer Druckkammer 151 untergebracht. Der vergrößerte Ventilelement-Abschnitt 132b ist in einer Ventilkammer 123 angeordnet. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 132c ist in einem Ventilloch 125 vorhanden und befindet sich gegenüber einer Kurbelgehäuse-Kühlmittelöffnung 128. Der untere Abschnitt 132d ist in das Innere eines Steuerventilgehäuses 120 angebracht und das untere Ende davon ist in eine Plungerkolbenkammer 130a eingesetzt, in die ein Kühlgas mit dem Saugdruck Ps geführt wird, und steht in Kontakt mit einem Plungerkolben 133.
Weiterhin ist das Ventilelement 132 in der Mitte davon mit einer Aufhebungsöffnung 132e in der Längsachsenrichtung versehen. Die Druckkammer 151 und die Plungerkolbenkammer 130a kommunizieren über diese Aufhebungsöffnung 132e miteinander.
In dem Steuerventil 100 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird, wie in 4 dargestellt, die Kommunikation zwischen der Druckkammer 151 und der Plungerkolbenkammer 130a durch die Queröffnung 153, die in der Sperrung 124 gebildet ist, und der Aufhebungsöffnung 155, die in dem Steuerventilgehäuse 120 gebildet ist, bereitgestellt. Dagegen wird in dem Steuerventil 100 der zweiten Ausführungsform durch Bilden der Aufhebungsöffnung 132e in dem Ventilelement 132 selbst in einer solchen Weise, dass die Aufhebungsöffnung 132e durch das Ventilelement 132 von dem oberen Abschnitt 132a davon zum unteren Abschnitt 132d verläuft, Kommunikation zwischen der Druckkammer 151 und der Plungerkolbenkammer 130a bereitgestellt.
Folglich wird das Kühlmittelgas beim Saugdruck Ps in der Plungerkolbenkammer 130a durch die Aufhebungsöffnung 132e in die Druckkammer 151 geführt. Dann empfängt das Ventilelement 132 den Saugdruck Ps von beiden Seiten von jedem des oberen Abschnitts 132a und des unteren Abschnitts 132d davon. Weil der obere Abschnitt 132a und der untere Abschnitt 132d des Ventilelements 132 die gleiche Schnittfläche haben, ist außerdem der Saugdruck Ps, der von beiden Seiten des oberen Abschnitts 132a und unteren Abschnitts 132d davon empfangen wird, ausgeglichen und hebt sich gegenseitig auf, so dass als Ergebnis das Ventilelement 132 praktisch nicht durch den Austrittsdruck Pd beeinflusst wird.
Außerdem ist in diesem Ventilelement 132 sein Abschnitt nahe der Kurbelgehäuse-Kühlmittelöffnung 128, die den Kurbelgehäusedruck Pc aufweist, als der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 132c gebildet, und daher wirkt, wenn der vergrößerte Ventilelement-Abschnitt 132b des Ventilelements 132 auf einem Ventilsitz 125a sitzt, selbst wenn das Ventilelement 132 dem Druck Pc im Kurbelgehäuse ausgesetzt ist, keine unnötige Kraft auf das Ventilelement 132, weil die Aufwärts- und Abwärtskräfte, die auf das Ventilelement 132 wirken, ausgeglichen sind.
Wie oben beschrieben, wird in dem Steuerventil 100 dieser Ausführungsform die Druckbalance immer über und unter dem Ventilelement 132 aufrechterhalten, und daher ist es möglich, die Öffnungs- und Schließgenauigkeit des Ventils zu verbessern, und zudem ist das Arbeiten im Vergleich mit einem Fall, in dem die Aufhebungsöffnung in dem Steuerventilgehäuse 120 gebildet ist, einfach, wodurch es möglich wird, die Herstellungskosten weiter zu reduzieren. Übrigens kann diese Aufhebungsöffnung in dem Ventilelement 132 des Steuerventils 100 der ersten Ausführungsform gebildet werden.
Außerdem ist, anders als das der ersten Ausführungsform, ein Anziehungselement 141 des Steuerventils 100 dieser Ausführungsform in der Form eines Zylinders, dessen Unterseite auf den Plungerkolben 133 weist, und ein Balg 146 ist in einer druckempfindlichen Kammer 145a, die im Inneren des Zylinders gebildet ist, angeordnet. Aus diesem Grund ist ein druckempfindlicher Teil 145 im Inneren des Anziehungselements 141 gebildet und ragt folglich kaum zur Außenseite des Solenoid-Erregungsteils 130 hervor. Außerdem kann eine kompakte Konstruktion des Steuerventils 100 gewährleistet werden, indem der Durchmesser des Solenoid-Erregungsteils 130 reduziert wird. Übrigens wird der Balg 146 durch die Positionseinstellung der Sperrung 148 von der Außenseite eingestellt.
Weil der Plungerkolben 133 und das Anziehungselement 141 des Steuerventils 100 dieser Ausführungsform in der Längsachsenrichtung davon mit Kühlmittel-Einführungs- und Kühlmittel-Entlüftungsöffnungen 133e und 141a versehen sind, wird außerdem das Kühlmittelgas beim Saugdruck Ps in der Plungerkolbenkammer 130a in die druckempfindliche Kammer 145a geführt.
Anschließend wird nachstehend ein Steuerventil 100 in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Das Steuerventil 100 dieser Ausführungsform hat hauptsächlich Merkmale in der Struktur eines Anziehungselements und eines druckempfindlichen Teils. Ein Anziehungselement 141 des Steuerventils 100 besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 141b, der an der Innenseite des Solenoid-Erregungsteils 130 in Eingriff steht, einem Abdeckabschnitt 141c, der an das obere Ende des zylindrischen Abschnitts 141b durch Presspassung befestigt ist, und einer Einstellschraube 157, die an der unteren Seite des zylindrischen Abschnitts 141b in Eingriff steht. Ein druckempfindlicher Teil 145 ist in der Innenseite des zylindrischen Abschnitts 141b vorgesehen.
Der zylindrische Abschnitt 141b des Anziehungselements 141 steht von der unteren Seite davon in Eingriff mit der Einstellschraube 157, wogegen von der oberen Seite davon eine Sperrung 148, eine Feder 159, ein Balg 146 und ein Flansch 149 der Sperrung 148 sowie eine Feder 150 installiert sind. Am oberen Ende des zylindrischen Abschnitts 141b ist ein Abdeckabschnitt 141c durch Presspassung befestigt. Und eine Verbindung zwischen dem zylindrischen Abschnitt 141b und dem Abdeckabschnitt 141c ist WIG-geschweißt und eine druckempfindliche Kammer 145a ist im Inneren des Anziehungselements 141 gebildet. Aus diesem Grund kann eine kompakte Konstruktion durch Kürzung in der Längsachsenrichtung des Steuerventils 100 gewährleistet werden. Übrigens ist die Einstellschraube 157 zur Verwendung bei der Einstellung der Verdrängung des Balgs 146 durch die Einstellung der Position der Sperrung 148 von der Außenseite vorgesehen.
Ein Plungerkolben 133 ist mit einer Kühlmittel-Entlüftungsöffnung 133f im Inneren davon in der Längsrichtung versehen und ist außerdem mit einem Schlitz 133a zum Einführen des Kühlmittels beim Saugdruck Ps in den druckempfindlichen Teil 145 in der äußeren Oberfläche davon in der Längsrichtung versehen. Weiterhin wird ein Schaft 140 mit einem fast halbmondförmigen Schnitt verwendet, wie in 7 dargestellt. Daher wird das Kühlmittelgas beim Saugdruck Ps in der Plungerkolbenkammer 130a durch den Schlitz 133a des Plungerkolbens 133 und den Schaft 140 in den druckempfindlichen Teil 145 geführt.
Weiterhin sind ein Steuerventilgehäuse 120 und der Solenoid-Erregungsteil 130, anders als diejenigen des Steuerventils 100 der zweiten Ausführungsform, über ein Rohr 136 und einen Abstandshalter verbunden, indem Verstemmung von der Seite des Steuerventilgehäuses 120 durchgeführt wird. Übrigens wird ein Freiraum zwischen dem Steuerventilgehäuse 120 und dem Solenoid-Erregungsteil 130 mittels einer Packung 134b abgedichtet.
In dem Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität nach der vorliegenden Erfindung kann, wie oben in Bezug auf die jeweiligen Ausführungsformen beschrieben, die Öffnungs- und Schließgenauigkeit des Ventillochs verbessert werden, indem eine nachteilige Wirkung der Operation des Ventilelements basierend auf einem Kühlmittelgas eliminiert wird. Außerdem kann kupplungsfreie Operation eines Kompressors durch die Verbesserung der Öffnungs- und Schließgenauigkeit des Ventillochs aufrechterhalten werden.
Weiterhin kann die kompakte Konstruktion des Steuerventils durch Anordnung des druckempfindlichen Teils in dem Anziehungselement gewährleistet werden.

Claims

Steuerventil (100) für Kompressoren variabler Kapazität, umfassend: einen Solenoid-Erregungsteil (130) mit einem Solenoid (131A) und einem Kolben (133), der sich vertikal durch die Erregung des Solenoids (131A) bewegt; ein Steuerventilgehäuse (120), das an der Oberseite des Solenoid-Erregungsteils (130) angeordnet ist und eine Ventilkammer (123) hat, die mit einem Ventilloch (125) an der unteren Oberfläche davon, einer Druckkammer (151), die über der Ventilkammer (123) angeordnet ist, und einem Ventilelement (132), das in der Ventilkammer (123) angeordnet ist und Öffnungs- und Schließoperationen durch den Kolben (133) ausführt, versehen ist; und einen druckempfindlichen Teil (145); wobei das obere Ende des Ventilelements (132) des Steuerventilgehäuses (120) in die Druckkammer (151) eingesetzt ist, während das untere Ende des Ventilelements (132) in eine Kolbenkammer (130a) des Solenoid-Erregungsteils eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass: d ie Kolbenkammer (130a) und die Druckkammer (151) miteinander durch ein Ausgleichloch (132e), das in dem Ventilelement ausgebildet ist, kommunizieren und der obere Abschnitt (132a) und der untere Abschnitt (132d) des Ventilelements (132) die gleiche Schnittfläche haben.
Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität nach Anspruch 1, umfassend: ein Anziehungselement (141), das an der unteren Seite des Kolbens des Solenoid-Erregungsteils vorgesehen ist; und ein druckempfindliches Element (145), das an der inneren Seite des Anziehungselements gebildet ist.
Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität nach Anspruch 2, wobei das Anziehungselement (141) in der Form eines Zylinders mit einer Unterseite gegenüber dem Kolben ist.
Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität nach Anspruch 2, wobei das Anziehungselement einen zylindrischen Abschnitt (141b) umfasst, der mit der inneren Seite des Solenoid-Erregungsteils in Eingriff zu bringen ist, und einen Abdeckabschnitt (141c), der an das obere Ende des zylindrischen Abschnitts durch Presspassung zu befestigen ist.
Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kolben mit einer Kühlmittel-Entlüftungsöffnung (133d) versehen ist, die sich in der Längsachsenrichtung erstreckt.
Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität nach Anspruch 2, wobei der Kolben mit einem Schlitz (133a) an der Seitenoberfläche davon versehen ist, der sich in der Längsachsenrichtung erstreckt.
Steuerventil für Kompressoren variabler Kapazität nach Anspruch 2, wobei der Solenoid-Erregungsteil mit einem Schaft (140) versehen ist, der einen im Wesentlichen halbmondförmigen Abschnitt zum Übertragen der Bewegung des druckempfindlichen Teils auf den Kolben hat.