专利名称：可变容量压缩机用控制阀及其组装方法
技术领域：
本发明涉及例如车辆空调装置中使用的可变容量压缩机的控制阀。
以往的可变容量压缩机，如特开平7-180659号公报公开的可变容量压缩机是公知的。如图9如示，此可变容量压缩机在连接排出室201与曲柄室(图中未示出)的给气通路202的途中设置有容量控制阀203。通过容量控制阀203根据制冷设备负荷调整给气通路202的开放量，来变更从排气室201向曲柄室内的高压制冷剂气体的供给量，调整曲柄室内的压力。并且根据该曲柄室内的压力，变更曲柄室内的压力与气缸孔(图中未示出)内的压力之差。这样，根据此压差，变更斜盘(图中未示出)的倾角，调整排出容量。
上述控制阀203具有开闭给气通路202用的簧片阀板207。此簧片阀板207设于压缩机中气缸体204与后壳体205间的阀板206上。在后壳体205上，形成与吸入室208相连接的感压室209。在此感压室209内，配置有作为根据吸入室208内的压力变动而伸缩的压力反应部件的波纹管210。波纹管201的前端上连接着杆件211，此杆件211的前端能够与簧片阀板207的相接触。由于波纹管210的伸缩通过杆件211传递至簧片阀板207，由此，通过簧片阀板207开闭给气通路202。
感压室209开口于后壳体205的外面，其开口部的内周面形成螺母212。此螺母212与螺栓部件213相结合。前述波纹管201固定于螺栓体213上，螺栓体213的外端面形成为与工具(图中未示出)相结合的结合孔213a。在向感压室209内组装波纹管210时，通过使用工具，将螺栓体213与螺母体212结合。这时，通过调整螺栓体213的拧入量来调整波纹管210轴线方向的初期位置。根据此波纹管201的初期位置，决定了阀板207相对吸入室208内的压力的开闭特性。
但是，上述控制阀203在感压室209的开口部内周面内形成螺母212的同时，必须在螺栓体213的外周面形成对应的螺纹。这样，控制阀203的制造及组装复杂，制造成本较高。
通过调整螺杆体213的拧入量来正确地设定波纹管201在轴线方向的初期位置比较困难，并且通过拧入螺纹来设定的作业复杂。而且在波纹管210的初期位置设定后，随着车辆搭载的压缩机的使用，波纹管的初期位置有可能变化，不能确实保证所设定的初期位置。
本发明的目的是提供一种能简单且正确的进行压力反应部件的初期位置设定并能够确实保证其初期设定位置的可变容量压缩机用控制阀及其组装方法。
为了达到上述目的，本发明提供了按照从外部导入的工作压力，调整流过气体通路的气体量的控制阀。此控制阀包括具有设置在前述气体通路中的阀孔的壳体、可移动地收纳在前述壳体内的用于调整前述阀孔的开放量的阀体、反应控制阀中导入的工作压力的反应部件、设置在反应部件与阀体之间的将反应部件根据工作压力的反应向阀体传的传递部件。在前述壳体内设有筒体。此筒体中嵌合着盖体。前述反应部件设置在筒体与盖体之间。根据盖体相对于筒体的轴线方向的位置，调整反应部件的设置位置。在反应部件设置在规定的初期位置的状态下，将盖体相对于筒体固定。
上述控制阀用于根据调整曲柄室内设置的驱动盘的倾角来控制排出容量的可变容量压缩机中。
此外，本发明提供了上述控制阀的组装方法。该方法包括将盖体嵌合在前述壳体上设置的筒体上的工序。前述反应部件设置在筒体与盖体之间。根据盖体相对筒体的轴线方向的位置，改变反应部件的设置位置。前述的方法还包括在预定的规定大小的工作压力导入控制阀的状态下，调整盖体相对筒体的轴线方向的位置，使前述反应部件设置在规定的初期位置上的工序，以及在反应部件设置于规定的初期位置的状态下将盖体相对于筒体固定的工序。
上述控制阀具有驱动阀体的螺线管。螺线管借助供给该螺线管的电流而励磁时，将相应于供给电流的大小的力朝一个方向施加给前述阀体。
本发明还提供了备有上述螺线管的控制阀的组装方法。此方法包括将盖体嵌合于前述壳体上所设置的筒体上的工序。前述反应部件设置在筒体与盖体之间。根据盖体相对筒体的轴线方向的位置，改变反应部件的设置位置。前述方法还包括在将预定的规定大小的电流供给螺线管的同时，在把预定的规定大小的工作压力导入控制阀的状态下，调整盖体相对于筒体的轴线方向的位置，使前述反应部件设置在规定的初期位置上的工序，以及在反应部件设置在规定的初期位置上的状态下将盖体相对于筒体固定的工序。
图1为本发明第1实施例中的控制阀的剖面图。
图2为装有图1控制阀的可变容量压缩机的剖面图。
图3为斜盘倾角最大时的压缩机主要部分剖面放大图。
图4为斜盘倾角最小时的压缩机主要部分剖面放大图。
图5为本发明第二实施例中的控制阀剖面图。
图6为装有图5控制阀的可变容量压缩机的剖面图。
图7为本发明第三实施例中的控制阀剖面图。
图8为装有图7控制阀的可变容量压缩机的剖面图。
图9为以往技术中容量控制阀的局部剖面图。
第1实施例以下参照图1-图4对本发明在可变容量压缩机的容量控制阀中具体化的第一实施例进行说明。
首先，对可变容量压缩机的构成进行说明。如图2所示，在气缸体11的前端，连接着前壳体12。在气缸体11的后端，通过阀板14连接着后壳体13。曲柄室15在气缸体11前侧的前壳体12的内部形成。
驱动轴16由前壳体12及气缸体11可自由回转地支持。驱动轴16的前端从曲柄室15向外部突出，此突出部上安装着皮带轮17。皮带轮17通过皮带18与外部驱动源(此实施例中为车辆发动机E)直接连接。也就是说，此实施例的压缩机为在驱动轴与外部驱动源之间不设离合器的无离合器型可变容量压缩机。皮带轮17通过止推球轴承19支撑于前壳体中。前壳体12通过止推球轴承19承受作用于皮带轮17上的轴向载荷及径向载荷两个方向的载荷。
驱动轴16的前端外周与前壳体12之间，安装有唇形密封20。唇形密封20可防曲柄室15内制冷剂气体的泄漏。
大致为圆板状的斜盘22在曲柄室15内的驱动轴16上沿该驱动轴16的轴线方向可滑动且可倾斜运动地支撑着。前端具有导向球的一对导向销23固定在斜盘22上。旋转体21可一体回转地固定在曲柄室15内的驱动轴16上。旋转体21具有向斜盘22侧突出的支持臂24。在支持臂24上形成一对导向孔25。导向销23可滑动地嵌入各导向孔25。通过支持臂24与导向销23相结合，斜盘22与驱动轴16一体回转。此外，通过支持臂24与导向销23的结合，导引斜盘22沿驱动轴16的轴线方向的移动及斜盘22的倾斜运动。随着斜盘22向气缸体11侧(后方)的移动，斜盘22的倾角减小。
螺旋弹簧26设置在旋转体21与斜盘22之间。此螺旋弹簧26给斜盘22向后方(斜盘22的倾角减少方向)施力。在旋转体21的后面形成突出部21a。通过斜盘22与突出部21a的接触，限制了其超过预先规定的最大倾角。
如图2-图4所示，在气缸体11的中心部，沿驱动轴16的轴线延伸方向贯通设置着安装孔27。在安装孔27内，沿驱动轴16的轴线方向可滑动地收纳着一端封闭的圆筒状的遮断体28。遮断体28具有大直径部28a和小直径部28b。螺旋弹簧29设置在大直径部28a与小直径部28b之间的台肩与安装孔27的里面的台肩之间。此弹簧给遮断体28向斜盘22施力。
驱动轴16的后端部插入遮断体28内。径向轴承30由卡环31固定在大直径部28a的内周面上。径向轴承30可相对驱动轴16滑动。驱动轴16的后端部通过径向轴承30及遮断体28支持在安装孔27的内周面上。
吸入通路32沿驱动轴16的轴线延伸，形成于后壳体13及阀板14的中心。吸入通路32的内端与安装孔27相连通。定位面33在吸入通路32的内端开口周围的阀板14上形成。遮断体28的后端面能够与定位面33相接触。通过遮断体28的后端面与定位面33的接触，在限制遮断体28向后方(离开旋转体21的方向)移动的同时，从安装孔27遮断吸入通路32。
推力轴承34位于斜盘22与遮断体28之间，支撑在驱动轴16上，可沿其轴线方向移动。推力轴承34由于螺旋弹簧29的弹性力，通常夹在斜盘22与遮断体28之间。推力轴承34阻止斜盘22的回转向遮断体28的传递。
斜盘22随其倾角的减小向后方移动。斜盘22随着向后方的移动，通过推力轴承34将遮断体28压向后方。这样，遮断体28克服螺旋弹簧29的弹性力向定位面33移动。如图4所示，斜盘22倾角达到最小时，遮断体28的后端面与定位面33接触，遮断体28置于遮断吸入通路32与安装孔27的连通的闭锁位置。
如图2所示，多个气缸孔11a位于驱动轴16的轴线周围，贯通气缸体11而形成。各气缸孔11a中分别收纳着单头活塞35。各活塞35通过一对滑靴36与斜盘22驱动连接。驱动轴16的旋转通过旋转体21传递给斜盘22。斜盘22的旋转通过滑靴36变换成为活塞35在气缸孔内11a内的往复运动。
在前述吸入通路32周围的后壳体13内的中央部形成环状的吸入室37。吸入室37通过连通口45与安装孔27相连通。在吸入室37周围的后壳体13内形成环状的排出室38。吸入口39及排出口40与各气缸孔11a相对应地分别在阀板14上形成。吸入阀41与各吸入口39相对应地在阀板14上形成。排出阀42与各排出口40分别对应地形成于阀板14上。
各活塞35在气缸孔内从上死点向下死点移动时，吸入室37内的制冷剂气体从吸入口39压开吸入阀41流入各气缸孔11a内。各活塞35在气缸孔内从下死点向上死点移动时，各气缸孔11a内被压缩的制冷剂气体从排出口40压开排出阀42向排出室38排出。排出阀42通过与阀板14上的挡板43相接触限制其开度。
旋转体21与前壳体12之间设置有推力轴承44。推力轴承44承受通过活塞35及斜盘22等作用在旋转体21上的压缩反作用力。
如图2-图4所示，在驱动轴16内形成泄压通路46。泄压通路46具有开口于唇形密封20附近的曲柄室15内的入口46a和开口于遮断体28内部的出口46b。在遮断体28后端部的周面上形成泄压孔47。泄压孔47将遮断体28的内部与安装孔27连通。
给气通路48用于连接排出室38与曲柄室15，形成于后壳体13、阀板14及气缸体11中。容量控制阀49设置于给气通路48途中，安装在后壳体13上。导入通路50用于向控制阀49内导入吸入压力Ps，在吸入通路与控制阀49之间的后壳体13上形成。
排出口51与排出室38相连通，形成于气缸体11上。外部制冷回路52将排出口51与吸入通路32连接。在外部制冷回路52上，设有冷凝器53、膨胀阀54及蒸发器55。在蒸发器55近傍设置有温度传感器56。温度传感器56检测出蒸发器55的温度，把根据检测温度所得到的信号输出给计算机57。在此计算机57上连接着空调驱动开关59、室温设定器58及室温检测器58a等。乘客通过设定器58可设定所希望的室温，即目标温度。
计算机57根据如室温设定器58预先设定的室温、温度传感器56所得出的检测温度、室温传感器58a所得出的检测温度及驱动开关59的开/关状态等各种条件，向驱动回路60发出给控制阀49相应的电流值的指令。驱动回路60将相应指令值的电流输出给后述的控制阀49的螺线管62的线圈82。决定给控制阀49电流值的条件也可包含车辆室外温度及发动机E的回转速度等上述条件以外的条件。
以下对上述控制阀49的构造加以详细说明。
如图1所示，控制阀49具有相互结合的壳体61及螺线管62。在壳体61及螺线管62之间形成阀室63。此阀室63通过第1开口67及前述给气通路48与排出室38相连接。阀体64设置在阀室63内。阀孔66沿壳体61的轴线方向延伸，且在阀室63的内端面开口，形成于壳体61上。阀孔66的开口与阀体64相对。第1螺旋弹簧65给阀体64向打开阀孔66的方向施力，安装在阀体64与阀室63的内端面之间。
在壳体61和安装在此壳体61上部的盖体84之间的区域分隔形成感压室68。此感压室68通过第2开口69及前述导入通路50与吸入通路32相连接。带有弹簧的波纹管70配置在感压室68的内部。波纹管70构成反应由吸入通路32经导入通路50导入感压室68内的吸入压力Ps的反应部件。第1导向孔71位于感压室68与阀孔66之间，在阀孔66同一轴线位置的壳体61上形成。将波纹管70与阀体64驱动连接的第1阀杆72在第一导向孔71中沿其轴线方向可滑动地通插着。第1阀杆72与阀体64的上端一体形成。第1阀杆72的上端可滑动地插入波纹管70下端所设置的连接部70a中。第1阀杆72通过阀孔66的部分为小直径。这样，保证了第1阀杆72与阀孔66之间允许制冷剂气体通过的间隙。
第3开口74位于阀室63与感压室68之间，在与阀孔66垂直方向延伸，形成于壳体61上。阀孔66通过第3开口74及给气通路48与曲柄室15相连接。
前述螺线管62具有容纳室77，固定铁芯76将容纳室77的上部开口堵住，嵌合固定在其开口上。一端封闭的圆筒状的铁制柱塞78可往复运动地收纳在容纳室77内。在柱塞78与容纳室77的内底面之间设置有第2螺旋弹簧79。此第2螺旋弹簧的79的弹性力比第1螺旋弹簧65的弹性力小。
第2导向孔80位于容纳室77与阀室63之间，在固定铁芯76上形成。与阀体64的下端形成一体的第2阀杆81在第2导向孔80中可沿该孔80轴线方向滑动地通插着。第1弹簧65给阀体64向下方施力。第2弹簧79给柱塞78向上方施力。从而，第2阀杆81的前端与柱塞78始终接触。换言之，阀体64通过第2阀杆81与柱塞78一体移动。
圆筒状的线圈82设置在固定铁芯76及柱塞78的周围。根据前述控制计算机57的指令，从驱动回路60将给定值的电流供给线圈82。
在前述壳体61的上部设有圆筒状的筒体85。前述盖体84上端为封闭的筒状，嵌合在筒体85的外周面上方。前述波纹管70收纳在盖体84内。通过在轴线方向调整盖体84相对于筒体85的相对位置，决定波纹管70相对于壳体61的轴线方向上的初期位置。在决定了波纹管70的初期位置的状态下，盖体84相对筒体85通过铆接固定。筒体85与筒体85上固定的盖体84之间分隔成为感压室68。
以下说明有关盖体84相对于壳体61的筒体85的组装方法。
首先，将波纹管70容纳在盖体84内。接着，将第1阀杆72的上端插入波纹管70的下端连接部70a中，并将盖体84嵌合在筒体85的外周面上。
然后，向螺线管62的线圈82供给预定的规定值的电流，在固定铁芯76与柱塞78之间产生与输入电流值相应的电磁吸引力。此吸引力作为将阀体64向阀孔66的关闭方向推压的力，并通过第2阀杆81作用于阀体64上。在此同时，通过第2开口69，供给感压室68预定的规定值的压力。如此，感压室内的波纹管70与感压室68内的压力相对应而变位。
在此状态下，将盖体84相对于筒体85的轴线方向的位置调整为来自波纹管70的弹力通过第1阀杆开始作用于阀体64的位置(换言之，为波纹管70的连接部70a开始推压第1阀杆72的位置)。由于盖体84相对于筒体85的轴线方向位置被如此设定，决定了螺线管70相对于壳体61的初期位置。在此状态下，盖体84与筒体85利用夹具(图中未示)铆接为共同变形体。其结果，使盖体84相对于筒体85不可移动地固定着，确实保证了波纹管70的如前述所决定的初期位置。
如上所述，随着盖体84相对于筒体85在轴线方向的位置变化，波纹管70相对壳体61的初期位置也发生变化。通过此波纹管70初期位置的变化，阀体64相对于感压室68内的压力(吸入压力Ps)的开闭特性发生变化。即盖体84相对于筒体85嵌合的越深，波纹管70相对壳体61设置的位置越近。相反，盖体84相对筒体85嵌合的越浅，波纹管70相对壳体61设置的位置越远。内装弹簧的波纹管70在感压室68内的压力低时向轴线方向伸张，给阀体64向阀孔66开放方向施加的力变大。从而，在螺线管62对阀体64的作用力一定的条件下，波纹管70相对壳体61在较近位置设置的场合与在较远位置设置的场合相比较，阀体64的开度变大。
下文对于前述构成的压缩机的作用进行说明。
在驱动开关59为开状态时，在通过室温传感器58a检出的车辆室内温度为室温设定器58设定的值以上的场合，计算机57给驱动回路60发出使螺线管62励磁的指令。于是，将规定值的电流通过驱动回路60供给线圈82。这样，如图2及图3所示，在固定铁芯76与柱塞78之间产生与供给电流值相应的电磁吸引力。此吸引力通过第2阀杆81传至阀体64。从而，阀体64克服第1弹簧65的弹性力，向关闭阀孔66的方向施力。另一方面，波纹管70根据由吸入通路32经导入通路50导入感压室68内的吸入压力Ps的变动而变位。此波纹管70的变位通过第1阀杆72传递至阀体64。波纹管70在吸入压力高时收缩，使阀体64向阀孔66闭锁方向移动。
从而，由阀体64所决定的阀孔66的开放量根据阀体64上作用的多个力的平衡来确定，具体来说，是根据来自螺线管62的力(包括第2弹簧的弹力)、来自波纹管70的力以及第1弹簧65的弹力的平衡来决定。
在制冷设备负荷大的场合，例如由室温传感器58a检出的温度与室温设定器58所设定的温度差变大，从而吸入压力Ps高。计算机57向驱动回路60发出如果检测温度与设定温度之差变大时，供给控制阀49的线圈82的电流值就变大的指令。从而固定铁芯76与柱塞78之间的吸引力变强，对阀体64向阀孔66的闭锁方向移动所施加的力增大。从而，阀体64向阀孔66的闭锁方向移动所需要的吸入压力Ps设定为低值。由此，阀体64动作，并根据较低的吸入压力Ps来调整阀孔66的开放量。换言之，控制阀49随着供给电流值的增大，在保持较低的吸入压力Ps(与目标吸入压力相当)下动作。
由于阀体64使阀孔66的开放量变小时，从排出室38经给气通路48向曲柄室15供给的制冷剂气体的量减少。另一方面，曲柄室15内的制冷剂气体经过泄压通路46及泄压孔47流向吸入室37。因此，曲柄室15内的压力Ps降低。此外，由于在制冷设备负荷大的状态下吸入压力Ps高，气缸孔11a内的压力也变高。从而，曲柄室15内的压力Pc与气缸孔11a内压力之差减少，斜盘22的倾角加大，压缩机以大的排出容量运行。
控制阀49的阀体64将阀孔66完全关闭时，给气通路48关闭，从排出室38向曲柄室15的高压制冷剂气体的供给停止。使曲柄室15内的压力Pc与吸入室37内的较低压力Ps大致相同。从而，如图2及图3所示，斜盘22的倾角变为最大，压缩机以最大的排出容量运行。由于斜盘22与旋转体的突出部21a相接触，限制了其超越所预定的最大倾角。
相反，在制冷设备负荷小的场合，例如室温传感器58a检测的温度与室温设定器58所设定温度之差变小，并且吸入压力Ps降低。计算机57向驱动回路60发出如果检测温度与设定温度之差变小时，供给控制阀49的线圈82的电流也变小的指令。从而固定铁芯76与柱塞78之间的吸引力变弱，给阀体64向关闭阀孔66的方向的施力减小。这样，阀体64向阀孔66的关闭方向移动所必要的吸入压力Ps设定为高值。因此，阀体64根据较高吸入压力Ps动作并调整阀孔66的开放量。换言之，控制阀49随着供给电流值的减小而动作，保持较高的吸入压力Ps。
如果由阀体64将阀体66的开放量加大，从排出室38向曲柄室15供给的制冷剂气体的量变多，曲柄室15内的压力Pc上升。此外，由于在制冷设备负荷小的状态下吸入压力Ps低，气缸体11a内压力也变低。从而曲柄室15内的压力Pc与气缸孔11a内的压力之差变大，斜盘22的倾角减小，压缩机以小的排出容量运行。
在逐渐接近没有制冷设备负荷的状态时，外部制冷回路52中蒸发器55的温度慢慢降低到接近开始结霜的温度。当温度传感器56检测的温度为开始发生结霜温度以下时，计算机57对于驱动回路60发出使螺线管62退磁的指令。这样，向线圈82的电流供给停止，固定铁芯76与柱塞78之间不产生吸引力。因此，由图4所示，阀体64在第一弹簧65的弹力作用下，克服通过柱塞78以及第2阀杆81作用的第2弹簧79的弹性力，向打开将阀孔66的向移动。其结果，由阀体64开放阀孔66致最大开放量。从而，由排出室38向曲柄室15供给的制冷剂气体的量更多，曲柄室15内的压力Pc更加上升。因此，斜盘22的倾角变为最小，压力机以最小的排出容量运行。
驱动开关59为关闭状态时，计算机57对驱动回路60发出使螺线管62退磁的指令，因此，斜盘22的倾角变为最小。
如以上所述，控制阀49的阀体64，在供给线圈82的电流值大时，根据低的吸入压力Ps调整阀孔66的开放量而动作，在供给线圈82的电流值小时，根据高的吸入压力Ps调整阀孔66的开放量而动作。这样，压缩机为维持吸入压力Ps达到目标值而控制斜盘22的倾角，调整排出容量。从而，控制阀49承担着根据供给的电流值来变更吸入压力Ps的目标值以及与吸入压力Ps无关的阀孔66开放到最大，压缩机以最小容量运行的任务。具有这样的控制阀49的压缩机承担着改变空调装置制冷能力的任务。
如图4所示，斜盘22的倾角为最小时，遮断体28与定位面33接触。遮断体28与定位面33接触时，斜盘22被限制在最小倾角的同时，吸入通路32在吸入室37处遮断，从而，制冷剂气体不能由外部制冷回路52流入吸入室37，外路制冷回路52与压缩机的制冷剂气体循环停止。
斜盘22的最小倾角比0度稍大。此外，当斜盘22设置在与驱动轴16的轴线相垂直的平面上时，角度为0度。因此，斜盘22的倾角即使为最小，也会把制冷剂气体从气缸孔11a向排出室38排出，压缩机以最小的排出容量运行。从气缸孔11a排向排出室38的制冷剂气体通过给气通路48流入曲柄室15。曲柄室15内的制冷剂气体，通过泄压通路46、泄压孔47以及吸入室37，再吸入气缸孔11a内。即斜盘22的倾角为最小状态时，制冷剂气体经过排出室38、给气通路48、曲柄室15、泄压通路46、放压孔47、吸入室37以及气缸孔11a在压缩机内的循环通路中循环。随着此循环，制冷剂气体中所包含的润滑油润滑压缩机内各部分润滑。
在驱动开关为开的状态，且斜盘22维持在最小倾角的状态下，如随着车内温度的上升使制冷设备负荷增大时，由室温传感器58检出的温度高于由室温设定器58所设定的温度。计算机57根据此检测温度的上升，对驱动回路60发出螺线管的励磁指令。当螺线管62励磁时，给气通路48关闭，排出室38内的制冷剂气体不能供给曲柄室15。曲柄室15内的制冷剂气体经过泄压通路46及放压孔47流出到吸入室37。因此，曲柄室15内的压力Pc逐渐降低，斜盘22由最小倾角向最大倾角移动。
随着斜盘22倾角的增大，遮断体28借助于弹簧29的弹力从定位面33逐渐离开。随之，从吸入通路32到吸入室37之间的气体通路的断面积逐渐增大。这样，由吸入通路32向吸入室37流入的制冷剂气体的量逐渐增大。因此，由吸入室37向气缸孔11a内吸入的制冷剂气体的量也逐渐增大，排出容量逐渐增大。从而，排出压力Pd逐渐增大，压缩机驱动所需要的扭矩也逐渐增大。因此，排出容量由最小变为最大时，扭矩在短时间内没有很大变动，缓和了随着扭矩变动所引起的冲击。
以上叙述的第1实施例具有以下效果。
在本实施例中，收纳波纹管70的盖体84在安装到壳体61的筒体85中时，通过盖体84相对筒体85的嵌合位置中沿轴线方向的调整，决定了相对壳体61的波纹管70的初期位置。这样，在波纹管70的初期位置决定的状态下，由于盖体84相对筒体85铆接而不能移动地固定，将波纹管70保持在所决定的初期位置上。
因此，由于波纹管70的初期位置被决定，不需要设置以往技术的使用螺丝的调整手段，相互嵌合的筒体85及盖体84可以为简单的形状。从而，在筒体85及盖体84的加工变得简单的同时，两者的组装也变得容易，其结果，控制阀49能够以低成本制造。并且，与使用螺丝的调整手段相比，能够简单并正确地设定波纹管70的初期位置。
同时，由于盖体84相对筒体85以铆接固定，在使固定方法简单的同时，确实防止了盖体84相对于筒体85的位置变化。因此，安装了本实施例的控制阀49的压缩机，无论在什么样的环境下使用，都能确实保持所决定的波纹管的初期位置。
第2实施例以下根据图5及图6对于本发明的第2实施例进行说明。与前述第1实施例同样的部件注以同一序号，以与第1实施例不同点为中心来说明。
如图5所示，本实施例的容量控制阀91不设螺线管，阀体64仅根据吸入压力Ps动作。此外，控制阀91作为反应部件，具有替代波纹管的隔膜92及压簧93。
如图6所示，具有上述控制阀91的可变容量压缩机没有包含开闭吸入通路32的遮断体的机构。此压缩机的驱动轴16通过离合器C与外部驱动源(车辆发动机E)相连接。驱动轴16通过一对径向轴承30支撑在前壳体12及气缸体11上。在驱动轴16的后端面与阀板14之间设置有推力轴承94及螺旋弹簧94a。在驱动轴16上，安装有限定斜盘22的最小倾角的挡环16a。驱动轴内的泄压通路46通过在气缸体11的中央形成的孔27的内部、气缸体11的后端面上形成的槽95及在阀板14上形成的连通孔96与吸入室37相连接。前述连通孔96还具有作为限制制冷剂气体的流量为规定值的节流孔机能。
以下，对上述控制阀91进行详细说明。
如图5所示，控制阀91的壳体97内部设有开闭阀孔66的阀体64和用于驱动此阀体64的隔膜92及压簧93。阀体64由于闭锁弹簧98而向阀孔66闭锁方向施力。阀体64通过阀杆72与隔膜92驱动连接。
在壳体97的下端部设有圆筒状的筒体102。盖体101为下端封闭的圆筒状，并从下方嵌合在筒体102的外周面上。筒体102与嵌合在该筒体102上的盖体101及前述隔膜92之间分隔形成收纳前述压簧93的弹簧室99。感压室68隔着隔膜92与弹簧室99对峙，形成于壳体97内。如图6所示，此感压室68通过第2开口69及导入通路50与吸入室37相连接。
前述压簧93设置在盖体101的内端面与隔膜92上的弹簧座92a之间。此压簧93对隔膜92向阀体64的开度增大方向施力。
通过把盖体101相对筒体102的位置在轴线方向上进行调整，调整了压簧93的初期长度，同时，决定了隔膜92在轴线方向的初期位置。这里所说的隔膜92的初期位置详细来说为与阀杆72相连接的隔膜92的中央部分在轴线方向上的初期位置，换言之，为隔膜92的初期挠度。在隔膜92的初期位置决定的状态，盖体101相对筒体102通过销103固定。
以下对于盖体101相对壳体97的筒体102的组装方法进行说明。
首先，在压簧93安装在盖体101与隔膜92的弹簧架92a之间的状态下，将盖体101嵌合在筒体102的外周面。然后通过第2开口69向感压室供给预定的一定值的压力。这样，感压室68内的隔膜92根据感压室68内的压力而变位。
在此状态下，将盖体101相对筒体102的轴线方向位置调整为来自隔膜92的力通过阀杆72开始作用于阀体64的位置(换言之即隔膜92开始压阀杆72的位置)。通过盖体101相对筒体102的轴线方向的位置如此的设定，决定了隔膜92的初期位置。在此状态下，把销103打入盖体101及筒体102的周壁上。其结果，盖体101相对筒体102不可移动地固定，隔膜92确实保持在前述那样决定的初期位置上。
如上如述，随着盖体101相对筒体102在轴线方向位置的变化，隔膜92的初期位置也变化。通过此隔膜92的初期位置的变化，与感压室68内的压力(吸入压Ps)相对应的阀体64的开闭特性也变化。即盖体101相对筒体102嵌合深的话，压簧93的初期长度变小，压簧93对隔膜92的施力变大。因此，隔膜92向阀杆72侧的挠度变大。与此相反，如果盖体101相对筒体102嵌合得浅，压簧93的初期长度变大，压簧93对于隔膜92的施力变小。因此，隔膜92向阀杆72侧的挠度变小。隔膜92在感压室68内的压力越低时越向阀杆72侧翘，对阀体64向开放阀孔66方向的施力越大。从而，盖体101相对筒体102嵌合深的场合与嵌合浅的场合相比较，阀体64的开度大。
以下对于具有前述结构的控制阀91的压缩机的动作进行说明。
隔膜92根据从吸入室37通过导入通路50及第2开口69导入感压室68的吸入压力Ps而变位，通过阀体64调整阀孔66的开放量。根据此阀孔66的开放量，变更通过给气通路48从排出室38向曲柄室15供给的制冷剂气体的量。并调整作用于活塞35的前后面的曲柄室15内的压力Pc与气缸孔内的压力之差。通过这些，变更斜盘22的倾角，改变活塞35的冲程，调整排出容量。
例如，在车内温度变高、制冷设备负荷变大的状态下，吸入室37内的压力Ps变高，此高吸入压力Ps通过导入通路50导入控制阀91的感压室68中。从而，隔膜92借助感压室68内的高吸入压力Ps向弹簧室99侧变位。因此，阀体64由于闭锁弹簧98的弹性力向阀孔66的开放量减小方向移动。其结果，给气通路48的开放量变小，由排出室38向曲柄室15供给的制冷剂气体的量变少。另一方面，曲柄室15内的制冷剂气体通过泄压通路46、孔27的内部、槽95及连通孔96向吸和室37流出。因此，曲柄室15内的压力Pc降低。此外，由于吸入室Ps内的压力高，气缸孔11a内的压力也高。从而曲柄室15的压力Pc与气缸孔11a内的压力之差变小，斜盘22的倾角加大，压缩机的排出容量变大。
随着车内温度的再上升使制冷设备负荷进一步增大时，吸入室38内的压力Ps也会随之而进一步上升，阀体64将阀孔66关闭。因此，由排出室38向曲柄室15的高压制冷剂气体的供给停止，曲柄室15内的压力Pc与吸入室37内的压力Ps大致相同。从而，斜盘22处于图6实线所示最大倾角位置，压缩机以最大排出容量运行。
相反，在车内的温度变低、制冷设备负荷变小的状态下，吸入室37内的压力Ps变低。从而，隔膜92根据感压室68内的低吸入压力Ps向感压室68侧变位，随之通过阀体64使阀孔66的开放量变大。因此，从排出室38向曲柄室15供给的制冷剂气体的量变多，曲柄室15内的压力Pc上升。从而，斜盘22的倾角变小，压缩机的排出容量变小。
随着车内温度的进一步降低，制冷设备负荷接近没有的状态，吸入室37内的压力Ps也进一步降低，阀孔66的开放量变为最大。从而，曲柄室15内的压力Pc进一步上升，斜盘22位于图6点划线所示最小倾角位置，压缩机以最小排出容量运行。
根据以上所述结构的第2实施例，可以得到与前述第1实施例大致同样的作用和效果。特别是本实施例的控制阀91由于不具有螺线管，比第1实施例的控制阀49结构更加简单。
第3实施例以下根据图7及图8对于本发明的第3实施例进行说明。与前述第1及第2实施例同样的部件注以同一序号，以与第1及第2实施例的不同点为中心来说明。
如图7所示，本实施例的容量控制阀111与上述第2实施例的控制阀91相同的是不具有螺线管，阀体67仅根据吸入压力Ps动作。此外，控制阀111具有作为反应部件的波纹管70。
如图8所示，本实施例的可变容量压缩机具有与上述第2实施例的压缩机基本相同的构造，还具有连接曲柄室15与吸入室37的抽气通路112。而且，前述控制阀111设置在此抽气通路112的途中。抽气通路112包含驱动轴16内的泄压通路446、在气缸体11的中央形成的孔27的内部、在阀板14及后壳体13中形成的通路113。控制阀111设置在通路113的途中。排出室38与曲柄室15通过具有节流孔114a的给气通路114而连通。
如图7及图8所示，控制阀111的壳体115的下端部设有圆筒状的筒体85。盖体84为下端封闭的圆筒状，从下方嵌合在筒体85的外周面。筒体85与该筒体85上嵌合的盖体84之间，分隔形成收纳着波纹管70的感压室68。此筒体85、盖体84及波纹管70的构成，与上述第1实施例大致相同。
在壳体115的内部形成收纳阀体64的阀室63。阀体64通过阀杆72与波纹管70可一体移动地连接。阀孔66通过第3开口74及下游侧的连通通路113与吸入室37相连通。阀室63通过第1开口67、上游侧的连通通路113、孔27的内部及泄压通路46，与曲柄室5相连通。前述感压室68通过第2开口69及导入通路50与吸入室37相连通。
以下对盖体84相对壳体115的筒体85的组装方法进行说明。
首先，与上述第1实施例相同，将波纹管70收纳到盖体84中。这时，最好将波纹管70固定在盖体84的内端面上。接下去将阀杆72的下端嵌入波纹管70上端的连接部70a中，将盖体84嵌合于筒体85的外周面。这时，阀杆72相对波纹管70的连接部70a不可移动地嵌入其中。从而，阀体64相对于波纹管不可移动地连接。
然后，通过第2开口69，供给感压室68预定的规定值的压力。这样，感压室68内的波纹管70根据感压室68内的压力而变位。
在此状态下，首先，在通过阀杆72与波纹管70连接的阀体64到达将阀孔66完全关闭的位置的状态下，将盖体84嵌入筒体85中。接着，通过盖体84从筒体85向外方向移动，将盖体84相对筒体85的轴线方向的位置调整为阀体64从关闭阀孔66的位置开始离开时的位置。通过将盖体84相对筒体85的轴线方向位置设定为如此位置，来决定波纹管70的初期位置。在这种状态下，盖体84与筒体85使用夹具(图中未示)铆接在一起。其结果，盖体84相对于筒体85不可移动地固定，确实保持波纹管70在前述那样所决定的初期位置上。
以下对于具有前述结构的控制阀111的压缩机的动作进行说明。
排出室38内的制冷剂气体通过有节流孔114a的给气通路111，供给到曲柄室15。在这里，波纹管70根据从吸入室3通过导入通路50及第2开口69导入感压室的吸入压力Ps而变位，由阀体64调整阀孔66的开放量。根据此阀孔66的开放量，变更通过抽气通路112从曲柄室15向吸入室37排出的制冷剂气体量。由此，调整曲柄室15内的压力Pc，变更斜盘22的倾角，调整排出容量。
例如，如果制冷设备负荷大而使吸入室37内的压力变Ps高时，波纹管70由于感压室68内的高吸入压力Ps而在轴线方向收缩。因此，阀体64向加大阀孔66开放量的方向移动。其结果，抽气通路112的开放量变大，从曲柄室15向吸入室37放出的制冷剂气体的量变多，这样，曲柄室15内的压力Ps降低，斜盘22的倾角变大，压缩机的排出容量变大。
随着制冷设备负荷进一步增大，吸入室38内的压力Ps进一步上升，通过阀体64使阀孔66的开放量成为最大。因此，从曲柄室15向吸入室排出的制冷剂气体的量变的更多，曲柄室15内的压力Pc与吸入室37内的压力Ps大致降低为相同。从而，斜盘22位于图8实线所示的最大倾角位置，压缩机以最大排出容量运行。
相反，制冷设备负荷小而吸入室37内的压力Ps降低时，波纹管70由于感压室68内的低吸入压力Ps而伸长，随之，由阀体64将阀孔66的开放量变为最小。因此，从曲柄室15向吸入室37排出的制冷剂气体的量减少，曲柄室15内的压力Pc上升。从而，斜盘22的倾角变为最小，压缩机的排出容量变小。
如制冷设备负荷接近没有的状态，吸入室37内的压力Ps进一步降低，由阀体64将阀孔66关闭。因此，从曲柄室15向吸入室37的制冷剂气体的排出停止。曲柄室15内的压力Pc进一步上升。从而，斜盘22位于图8点划线所示的最小倾角位置，压缩机以最小的排出容量运行。
如上所述，本实施例的压缩机与上述第1及第2实施例的压缩机不同，通过由控制阀111调整从曲柄室15向吸入室37的制冷剂气体的排出量，对排出容量进行控制。通过以上结构的本实施例，也能够得到与前述第1及第2实施例大致相同的作用和效果。
此外本发明不仅限于上述实施例，也可具体为以下形式。
在上述第1-第3实施例中，盖体84、101的内径比壳体61、97、115的筒体85、102的外经略小。并且盖体84、101与筒体85、102嵌合时，盖体84、101也可压入筒体85、102内。如此，从筒体85、102相对盖体84、101的轴线方向位置的调整到盖体铆接或由销103固定到筒体上期间，确实防止了盖体相对筒体位置的错位。因此，波纹管70及隔膜92的初期位置的设定能够正确地进行。并且能够确实防止盖体与筒体间的气体泄漏。
在上述第1-第3实施例中，盖体84、101相对于筒体85、102通过铆接或销103固定，但也可以用点焊固定。采用由点焊固定方法的场合，盖体84、101相对于筒体85、102可容易且牢固地固定。特别是在采用点焊固定方法的场合，在固定时盖体84、101及筒体85、102不会变形。因此，确实防止了随着构成部件的变形产生的控制阀的性能降低。在如前所述盖体84、101压入筒体85、102的状态下，两者也可由点焊加以固定。此外焊接方法不限于点焊，各种焊接方法均可采用。
在上述第1第-第3实施例中，盖体84、101嵌合于筒体85、102的外周面上，与此相反，盖体84、101也可嵌合于筒体85、102的内周面上。
上述第1实施例的控制阀49也可应用于驱动轴通过离合器与外部驱动源E连接的可变容量压缩机上。在这种结构的场合，例如仅在空调驱动开关59为关时使离合器断开，空调装置驱动开关59为开时离合器连接，进行与图1的无离合器型可变容量压缩机同样的动作。如此，可大幅度地减少离合器的离合动作次数，提高了车辆的行驶性能。
在上述第1-第3实施例的控制阀49、91、111中，采用了将曲柄室15内的制冷剂气体通过导入通路50及第2开口69导入感压室68中的结构。也可使波纹管70或隔膜92根据曲柄室15内的压力Pc来动作。
在上述第2实施例的控制阀91中，隔膜92及压簧93也可采用由第1及第3实施例中所述的波纹管70来替代。
在上述第1及第2实施例的控制阀49、91中，第3开口74在通过上游侧的给气通路48与排出室38连接的同时，也可使第1开口67通过下游侧的给气通路48与曲柄室15相连接。
在上述第3实施例中的控制阀111中，在第3开口74通过上游侧的抽气通路112与曲柄室15相连接的同时，也可将第1开口67通过下游侧的抽气通路112与吸入室37相连接。
在上述第1-第3实施例的压缩机中，通过由控制阀49，91，111对曲柄室15内的压力进行调整，控制排出容量。但是并不仅限于此，也可通过调整气缸孔11a内的压力，调整由外部制冷回路52向吸入室37的制冷剂气体的供给量，来控制排出容量。
权利要求
1.一种根据从外部导入的工作压力，对流入气体通路的气体量进行调整的控制阀，包括在前述气体通路(48、112)中设有阀孔(66)的壳体(61、97、115)；为调整前述阀孔(66)的开放量，可移动地收纳于前述壳体(61、97、115)内的阀体(64)；反应控制阀(49、91、111)中导入的工作压力的反应部件(70、92、93)将反应部件(70、92、93)相对于前述工作压力的反应向阀体(64)传递的、设置于反应部件(70、92、93)与阀体(64)之间的传递部件72，其特征在于，前述壳体(61、97、115)上设有筒体(85、102)，此筒体(85、112)上嵌合有盖体(84、101)，前述反应部件(70、92、93)设置在筒体(85、102)与盖体(84、101)之间，根据盖体(84、101)相对于筒体(85、102)的轴线方向的位置来调整反应部件(70、92、93)的设置位置，在反应部件(70、92、93)设置在规定的初期位置的状态下，盖体(84、101)相对筒体(85、102)固定。
2.按照权利要求1所述的控制阀，其特征在于，前述盖体(84)相对前述筒体(85)以铆接固定。
3.按照权利要求1所述的控制阀，其特征在于，还包括将前述盖体(101)相对前述筒体(102)固定用的销(103)。
4.按照权利要求1所述的控制阀，其特征在于，前述盖体(84、101)相对前述筒体(85、102)以焊接固定。
5.按照权利要求1所述的控制阀，其特征在于，前述盖体(84、101)压入前述筒体(85、102)中。
6.按照权利要求5所述的控制阀，其特征在于，前述盖体(84、101)具有与前述筒体(85、102)的外周面嵌合的内周面，为使盖体(84、101)压入筒体(85、102)中，盖体(84、101)内周面的直径比筒体(85、102)外周面的直径略小。
7.按照权利要求1-6之一所述的控制阀，其特征在于，还包括使前述阀体(64)动作的螺线管(62)，此螺线管(62)通过供给该螺线管(62)的电流而励磁时，将对应于供给电流大小的力朝一个方向施加给前述阀体(64)。
8.按照权利要求1-6之一所述的控制阀，其特征在于，还包括在前述筒体(85)与盖体(84)之间区域分隔而形成的压力室(68)，前述工作压力被导入该压力室(68)内，前述反应部件包含设置于压力室(68)内的波纹管(70)，该波纹管(70)根据压力室(68)内的压力上升而缩短，根据压力室(68)内的压力降低而伸长。
9.按照权利要求1-6之一所述的控制阀，其特征在于，前述反应部件包括隔膜(92)及压簧(93)，隔膜(92)将壳体(97)内分隔形成压力室(68)，并支撑于壳体(97)上，前述工作压力被导入该压力室(68)；在前述筒体(102)与盖体(101)及隔膜(92)之间分隔形成弹簧室(99)，该弹簧室(99)隔着前述隔膜(92)与压力室(68)对峙；前述压簧(93)对隔膜(92)向压力室(68)方向施力并收纳于弹簧室(99)内。
10.按照权利要求1-6之一所述的控制阀，其特征在于，控制阀(49、91、111)用于根据调整曲柄室(15)内设置的驱动斜盘(22)的倾角来控制排出容量的可变容量压缩机中，该压缩机具有与驱动斜盘(22)驱动连接且设置于气缸孔(11a)内的活塞(35)，该活塞(35)将从吸入室(37)向气缸孔(11a)内供给的气体压缩，同时，将压缩气体由气缸孔(11a)向排出室(38)排出，驱动斜盘(22)的倾角根据曲柄室(15)内的压力与气缸孔(11a)内的压力之差而变化，压缩机还具有调整曲柄室(15)内的压力与气缸孔(11a)内的压力之差的调整手段，该调整手段包括使用于调整压力的气体可通过的前述气体通路(48、112)和前述控制阀(49、91、111)。
11.按照权利要求10所述的控制阀，其特征在于，前述气体通路包括将排出室(38)与曲柄室(15)连接的给气通路(48)，前述控制阀(49、91)为调整曲柄室(15)内的压力，而调整从排出室(38)通过给气通路(48)向曲柄室(15)供给的气体量，并设置于给气通路(48)的途中。
12.按照权利要求10所述的控制阀，其特征在于，前述气体通路包括将曲柄室(15)与吸入室(37)相连接的抽气通路(112)，前述控制阀(111)为调整曲柄室(15)内的压力，而调整从曲柄室(15)通过抽气通路(112)向吸入室(37)放出的气体量，并设置于抽气通路(112)的途中。
13.一种根据由外部导入的工作压力，对流入气体通路的气体量进行调整的控制阀的组装方法，其中控制阀包括在前述气体通路(48、112)中设有阀孔(66)的壳体(61、97、115)；用于调整前述阀孔(66)的开放量的、可移动地收纳于前述壳体(61、97、115)内的阀体(64)；反应控制阀(49、91、111)中导入的工作压力的反应部件(70、92、93)；将反应部件(70、92、93)相对于前述工作压力的反应向阀体(64)传递的、设置于反应部件(70、92、93)与阀体(64)之间的传递部件(72)，其特征在于，所述方法包括将盖体(84、101)嵌合在前述壳体(61、97、115)上设置的筒体(85，102)上的嵌合工序，将前述反应部件(70、92、73)设置在筒体(85、102)与盖体(84、101)之间，根据盖体(84、101)相对筒体(85、102)的轴线方向的位置，来改变反应部件(70、92、93)的设置位置；在将预定的规定大小的工作压力导入控制阀(49、91、111)的状态下，将盖体(84、101)相对筒体(85、102)的轴线方向位置进行调整，使前述反应部件(70、92、93)设置在规定的初期位置的工序；在反应部件(70、92、93)设置在规定的初期位置的状态下，将盖体(84、101)相对筒体(85、102)固定的工序。
14.一种根据从外部导入的工作压力，对流入气体通路的气体量进行调整的控制阀的组装方法，其中控制阀包括具有设置在前述气体通路(48)的阀孔(66)的壳体(61)；用于调整前述阀孔(66)的开放量的、可移动地收纳于前述壳体(61)内的阀体(64)；反应控制阀(49)中导入的工作压力的反应部件(70)；将反应部件(70)相对于前述工作压力的反应向阀体(64)传递的、设置于反应部件(70)与阀体(64)之间的传递部件(72)；使前述阀体(64)动作的螺线管(62)，该螺线管(62)借助供给该螺线管(62)的电流而励磁时，将对应于供给电流大小的力向一个方向施加给前述阀体(64)，其特征在于，前述方法包括将盖体(84)嵌合在前述壳体(61)上设置的筒体(85)上的嵌合工序，将前述反应部件(70)设置在筒体(85)与盖体(84)之间，根据盖体(84)相对筒体(85)的轴线方向的位置，来改变反应部件(70)的设置位置；在将预定的规定大小的电流向螺线管(62)供给的同时，在将预定的规定大小的工作压力导入控制阀(49)的状态下，调整盖体(84)相对筒体(85)轴线方向的位置，使前述反应部件(70)设置在规定的初期位置的工序；在反应部件(70)设置在规定的初期位置的状态下，将盖体(84)相对筒体(85)固定的工序。
15.按照权利要求13或14所述的方法，其特征在于，前述固定工序包括将前述盖体(84)相对前述筒体(85)以铆接固定的工序。
16.按照权利要求13或14所述的方法，其特征在于，前述固定工序包括将前述盖体(101)相对前述筒体(102)以销(103)固定的工序。
17.按照权利要求13或14所述的方法，其特征在于，前述固定工序包括将前述盖体(84，101)相对前述筒体(85，102)以焊接固定的工序。
18.按照权利要求13或14所述的方法，其特征在于，前述固定工序包括将前述盖体(84，101)压入前述筒体(85，102)的工序。
全文摘要
本发明涉及一种可变容量压缩机用控制阀(49)。波纹管(70)根据向感压室(68)导入的工作压力而驱动阀体(64)。螺线管(62)将对应于供给电流大小的力向一个方向施加给阀体(64)。盖体(84)嵌合于设置在壳体(61)上的筒体(85)上。波纹管(70)设置于筒体(85)与盖体(84)之间的感压室(68)内。在将预定的规定大小的电流供给螺线管(62)的同时,在将预定的规定大小的工作压力导入感压室的状态下,为将波纹管(70)设置在规定的初期位置上,而调整盖体(84)相对于筒体(85)的轴线方向的位置。在波纹管(70)设置在规定的初期位置的状态下,将盖体(84)相对于筒体(85)以铆接固定。
文档编号G05D16/20GK1197164SQ98105739
公开日1998年10月28日 申请日期1998年1月21日 优先权日1997年1月21日
发明者川口真广, 水藤健, 德永英二, 奥野卓也, 竹中健二 申请人:株式会社丰田自动织机制作所