專利名稱：帶有單向閥的變?nèi)菔綁嚎s機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單向閥。該單向閥適合于具有變?nèi)菔綁嚎s機(jī)的制冷回路或該壓縮機(jī)本身。特別是在該壓縮機(jī)以無離合器的方式可工作地連接到外部驅(qū)動源的情況下，單向閥有利于實(shí)現(xiàn)大致為0％的排出量。
一臺壓縮機(jī)被安裝到例如用于汽車空調(diào)系統(tǒng)的制冷回路中，壓縮制冷氣體。這樣的壓縮機(jī)通常借助電磁離合器而可工作地連接到作為外部驅(qū)動源的的汽車發(fā)動機(jī)上，這樣，只有當(dāng)制冷負(fù)載產(chǎn)生從而實(shí)施壓縮工作時(shí)，壓縮機(jī)通過該電磁離合器而連接到發(fā)動機(jī)上。然而，如果壓縮機(jī)中設(shè)置電磁離合器，帶來的問題是總重量增加、生產(chǎn)成本增加、操作該電磁離合器消耗了動力。為了消除這些缺陷，最近提出了一種所謂無離合器旋轉(zhuǎn)斜盤型變?nèi)菔綁嚎s機(jī)，該壓縮機(jī)直接與外部驅(qū)動源連接，而不用在發(fā)動機(jī)與壓縮機(jī)之間設(shè)置電磁離合器，因此壓縮機(jī)通常是在外部驅(qū)動源工作的同時(shí)被驅(qū)動(例如，日本未審查專利公報(bào)(Kokai)No.10-205446)。
在上述出版物所公開的壓縮機(jī)中，設(shè)置了一個(gè)旋轉(zhuǎn)斜盤，因此該旋轉(zhuǎn)斜盤相對于直接連接到外部驅(qū)動源的驅(qū)動軸傾斜，保持旋轉(zhuǎn)斜盤的最小傾斜角度，可提供不是0％的排出容積。因此，在該壓縮機(jī)中，通過將壓縮機(jī)直接連接到驅(qū)動源而不使用電磁離合器，可以使其重量減輕并使外部驅(qū)動源的動力消耗最小。
另外，如附圖中的

圖14所示，在該壓縮機(jī)中設(shè)有一個(gè)單向閥。也就是說，殼體90具有一個(gè)排出室91，一個(gè)與該排出室91相鄰的容納室92，和一個(gè)在容納室92和制冷回路中的一臺冷凝器(未示出)之間使流體連通的外部排出通道93，單向閥94與一個(gè)O型圈95和一個(gè)擋圈96一起安裝在容納室92中，以便防止冷卻氣體逆向流到容納室92。更具體地說，如圖15和16所示，單向閥94包括一個(gè)閥座件81，一個(gè)固定到閥座件81上的殼體82，一個(gè)軸向可滑動地安裝在殼體82中的閥件83，和一個(gè)用于朝向殼體82中的閥座件81偏壓閥件83的彈簧84。
閥座件81上貫通地形成了一個(gè)流動通道81a，該通道一方面與排出室91連通，另一方面與殼體82的內(nèi)部連通，在閥座件81上環(huán)繞流動通道81a的出口形成有一個(gè)閥座81b。另外，在環(huán)繞閥座81b的閥座件81的外周面上具有一個(gè)環(huán)槽81c。
在殼體82開口端的內(nèi)壁上形成有凸起82a，以便安裝到環(huán)槽81c中，在閥座81b之外的軸向相對側(cè)的殼體82的外周壁上形成有連通孔82b。
閥件83具有一個(gè)密封面83a，當(dāng)閥件83在一個(gè)方向朝向閥座81b滑動時(shí)，該面與閥座81b接觸，在另一個(gè)方向滑動時(shí)離開閥座81b，一個(gè)外周面83b垂直于該密封面83a。
如圖15所示，在單向閥94中，當(dāng)壓縮機(jī)由于外部驅(qū)動源的停止而停止工作時(shí)，冷凝器一側(cè)上的高壓冷卻氣體和彈簧84的偏壓力施加到閥件83上，從而使后者在一個(gè)方向上滑動。這樣，密封面83a安置在閥座件81的閥座81b上，從而使流動通道81a不再與連通孔82b連通。相應(yīng)地，防止了冷凝器一側(cè)上的高壓冷卻氣體逆向流入排出室91中。
另一方面，如圖16所示，在壓縮機(jī)的工作過程中，排出室91中的高壓冷卻氣體通過流動通道81a推動閥件83，并克服彈簧84的偏壓力，使閥件83在另一個(gè)方向滑動。因此，密封面83a離開閥座件81的閥座81a，從而使流動通道81a與連通孔82b連通。這樣，排出室91中的高壓冷卻氣體被輸送到冷凝器中。
因此，在帶有這樣一種單向閥94的壓縮機(jī)中，當(dāng)壓縮機(jī)停止工作時(shí)，可以防止冷卻氣體逆向流動，從而可以防止液體冷卻劑存留在壓縮機(jī)中，以便避免在該壓縮機(jī)中的溫度或壓力的過分升高，并能延長該壓縮機(jī)的使用壽命。
而且，在具有從排出室91延伸到曲柄室(未圖示出)的流動通道的壓縮機(jī)中，當(dāng)壓縮機(jī)停止工作時(shí)，可以抑制曲柄室中的壓力升高，這這使得旋轉(zhuǎn)斜盤的傾斜角度迅速增大，并且在開始啟動該壓縮機(jī)的工作時(shí)，迅速恢復(fù)壓縮機(jī)大容積的狀態(tài)，結(jié)果，迅速顯現(xiàn)其制冷效果。
然而，根據(jù)本發(fā)明人的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)借助于閥件83移動離開閥座81b來打開單向閥且流動通道81a開始與連通孔82b連通之后不久，通常會產(chǎn)生壓力損失，這是由于在單向閥94中，為了減少制造成本和重量，殼體82和閥件83由塑料成型制品制成，而且從密封表面83a中垂直延伸的閥件83的外邊緣面83b形成簡單的圓柱形。
也就是說，作為樹脂模制制品的殼體82和閥件83，在它們之間由于公差的需要，會形成較大的間隙。如圖17A所示，即使閥件83的外周面83b以簡單的圓柱形形成，當(dāng)該閥完全關(guān)閉即閥件83安置在閥座81b上，流體例如冷卻氣體將不會從流動通道81a滲漏出，這是由于流動通道81a的出口由密封面83a關(guān)閉。而且，如圖17C所示，當(dāng)閥中的閥件83抬起到上死點(diǎn)時(shí)，即閥被完全打開時(shí)，閥件83背面的背壓的增大將不會引起任何問題，這是由于從流動通道81a流出的流體通過大大地敞開的連通孔82b流到殼體82的外部，而不是流到殼體82的內(nèi)周面和閥件83的外周面83b之間的間隙。然而，如17B所示，當(dāng)閥處于打開的初始階段，即閥件83稍微離開閥座81b，從流動通道81a流出的流體流過殼體82的內(nèi)周面和閥件83的外周面83b之間的間隙，從而流到簡單圓柱狀的閥件83的背側(cè)。因此，閥件83背側(cè)的背壓增大，阻止閥件83在打開方向滑動。在這種情況下，提升閥件83的壓差變得更大，而且在單向閥94本身上產(chǎn)生壓力損失。
特別地，在單向閥94置于制冷回路上的冷凝器側(cè)或置于壓縮機(jī)的排出室91的下游側(cè)上的情況下，流動通道81a內(nèi)的壓力較高，而且壓力損失對制冷回路和已安裝了這種制冷回路的汽車不利。
較為理想的是，將上述的單向閥94配置在壓縮機(jī)中，該壓縮機(jī)以無離合器的方式可工作地連接到外部驅(qū)動源上，以便得到上述的工作和效果，但是如果存在麻煩，如單向閥94中的壓力損失，將會抵消掉上述有利的工作和效果。
針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種在閥打開后能減小壓力損失的單向閥。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種制冷回路和一種壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)帶有一個(gè)單向閥，在該單向閥中可以減小壓縮機(jī)和制冷回路中的壓力損失，消除由此產(chǎn)生的缺陷。
本發(fā)明提供了一種單向閥，該單向閥包括一個(gè)閥殼，該閥殼具有一個(gè)周壁，一個(gè)帶有一入口和一出口的流動通道，該流動通道形成于周壁上，一個(gè)在該周壁上環(huán)繞出口形成的閥座，和一個(gè)連通孔，該連通孔被形成在由流動通道開始通過位于閥座的軸向相對側(cè)的所述周壁上；一個(gè)閥件，該閥件具有一個(gè)可軸向滑動地設(shè)置在閥殼周壁上的外壁，和一個(gè)密封面，該密封面可與閥座接合；以及一個(gè)推動件，該推動件朝向閥座偏壓閥件。該單向閥的特征在于它包括一個(gè)把流體導(dǎo)引到閥殼外部的引導(dǎo)裝置，當(dāng)閥件離開閥座時(shí)，流體從流動通道的出口經(jīng)過密封面滲漏到閥殼的內(nèi)部。
在按照本發(fā)明的單向閥中，當(dāng)該閥處于打開的初始階段，即閥件稍微離開閥座時(shí)，引導(dǎo)裝置將流體引導(dǎo)到閥殼的外部，該流體沿著密封面從流動通道的出口泄漏到閥殼的內(nèi)部。因此，可以防止流體朝向閥件背側(cè)流動，也可以防止閥件背側(cè)的背壓增高，因此確保閥件在打開的方向滑動。這樣，提升閥件的壓差將不會變大，并且能減小在單向閥自身中的壓力損失。
引導(dǎo)裝置最好包括一個(gè)在閥件中形成的引導(dǎo)通道，以便當(dāng)閥件離開閥座時(shí)引導(dǎo)通道與連通孔連通。
在閥件被制成一個(gè)樹脂模制制品的情況下，閥件和閥殼之間存在較大的間隙。然而，當(dāng)這樣大的一個(gè)間隙存在時(shí)，本發(fā)明的單向閥仍能良好地工作。在閥件的外壁的外周面上形成一個(gè)槽比較容易。在這種情況下，該槽沿閥件在整個(gè)圓周上環(huán)狀地形成在該閥件的外壁的外表面上，這是由于該槽通常與連通孔連通，而與閥件的角度位置無關(guān)。
最好是，閥殼件包括一個(gè)第一殼體件，它具有流動通道和閥座；及一個(gè)第二殼體件，它同軸線地連接到第一殼體件上并具有連通孔，第一和第二殼體件一起形成了閥殼的周壁，閥件和推動件被設(shè)置在第二殼體件中。如果閥殼件以這種方式由分開的元件構(gòu)成，那么有利于以較低的成本制造單向閥。最好，第二殼體件一般呈杯狀。
本發(fā)明的單向閥適于用在具有冷凝器和變?nèi)菔綁嚎s機(jī)的制冷回路上，其中該變?nèi)菔綁嚎s機(jī)帶有與冷凝器連通的排出室。特別地，如果連通孔與冷凝器連通，就會更加有效。
單向閥最好安裝在變?nèi)菔綁嚎s機(jī)中，而不是設(shè)置在制冷回路的管道中。如果將單向閥設(shè)置在制冷回路的管道系統(tǒng)的中間部位上，那么冷卻氣體在單向閥的上游側(cè)的管道中膨脹，并逆向流動到壓縮機(jī)中，但是，如果單向閥安裝在壓縮機(jī)中，那么就不會存在這樣的問題。
當(dāng)本發(fā)明的單向閥與以無離合器的方式可工作地連接到一個(gè)外部驅(qū)動源上的變?nèi)菔綁嚎s機(jī)一起使用時(shí)，就會特別有效。在這種情況下，可以防止液體冷卻劑聚集在壓縮機(jī)內(nèi)，而且還可以避免壓縮機(jī)中的溫度和壓力過分升高，其結(jié)果是，延長了壓縮機(jī)的使用壽命。另外，這種布置能迅速地增大旋轉(zhuǎn)斜盤的傾斜角度，并且在開始工作時(shí)迅速恢復(fù)到高容積的狀態(tài)。因此迅速獲得制冷效果。
特別地，這種布置在這種情況下是較為有利的，即在變?nèi)菔綁嚎s機(jī)可以實(shí)現(xiàn)其基本為0％的排出量的情況下。在這種連接中，能實(shí)現(xiàn)排出量基本為0％的變?nèi)菔綁嚎s機(jī)可以是例如這樣一種壓縮機(jī)，即旋轉(zhuǎn)斜盤的最小傾斜角選擇成比鄰界角還要小的角度，在該鄰界角時(shí)，如EP0953765A2所公開的，排出壓力的反作用力可以確保旋轉(zhuǎn)斜盤傾斜角度的恢復(fù)。
通過下文結(jié)合附圖對最隹實(shí)施例的描述，本發(fā)明將變得更清楚，附圖中圖1是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的變?nèi)菔叫D(zhuǎn)斜盤型壓縮機(jī)的縱向剖面圖；圖2是圖1的變?nèi)菔叫D(zhuǎn)斜盤型壓縮機(jī)的控制閥的縱向剖面圖；圖3是圖1的變?nèi)菔叫D(zhuǎn)斜盤型壓縮機(jī)的單向閥的前視圖；圖4是圖3的單向閥的分解前視圖；圖5是圖3和圖4的單向閥的殼體的平面圖；圖6A是該單向閥的閥件的底部視圖；圖6B是該單向閥的閥件的頂部視圖；圖7是制造該單向閥的閥件的一個(gè)模具的剖面圖；圖8是該單向閥的閥件的放大的底部視圖；圖9是該單向閥的閥件的一個(gè)部位的放大的側(cè)視圖；圖10是該單向閥被關(guān)閉時(shí)的放大的縱向剖面圖；圖11是該單向閥被打開時(shí)的放大的縱向剖面圖；圖12A是該單向閥被關(guān)閉時(shí)的側(cè)視圖；圖12B是該單向閥抬起量較小時(shí)的側(cè)視圖；圖12C是該單向閥抬起量較大時(shí)的側(cè)視圖；圖13是表示流率與壓差之間的關(guān)系的曲線圖；圖14是現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)單向閥的前視圖；圖15是現(xiàn)有技術(shù)的單向閥被關(guān)閉時(shí)的放大的縱向剖面圖；圖16是現(xiàn)有技術(shù)的單向閥被打開時(shí)的放大的縱向剖面圖；圖17A是現(xiàn)有技術(shù)的單向閥被關(guān)閉時(shí)的側(cè)視圖；圖17B是現(xiàn)有技術(shù)的單向閥抬起量較小時(shí)的側(cè)視圖；及圖17C是現(xiàn)有技術(shù)的單向閥抬起量較大時(shí)的側(cè)視圖。
下面將參照附圖中所示最隹實(shí)施例來描述本發(fā)明，其中，一臺用于汽車空調(diào)系統(tǒng)的變?nèi)菔叫D(zhuǎn)斜盤壓縮機(jī)中，裝有本發(fā)明的一個(gè)單向閥。
如圖1所示，該壓縮機(jī)具有一個(gè)殼體，該殼體包括一個(gè)汽缸體1，一個(gè)安裝在該汽缸體1前端的杯狀前殼2，和一個(gè)借助一閥組件而安裝在汽缸體1后端的后殼7，其中該閥組件包括一個(gè)吸入閥板3，一個(gè)中間閥板4，一個(gè)排出閥板5和一個(gè)夾持板。該汽缸體1、前殼2和后殼7由鋁金屬制成。
汽缸體1具有多個(gè)汽缸孔1a，一個(gè)軸孔1b，一個(gè)消音室1c，和一個(gè)預(yù)吸入室1d。前殼2具有一個(gè)軸孔2a。后殼7具有一個(gè)吸入室7a，一個(gè)排出室7b，一個(gè)容納室7c，和一個(gè)排出通道7d。按照汽缸孔1a，吸入閥板3具有吸入閥件，中間閥板4具有閥孔，排出閥板5具有排出閥件，保持板具有保持件。
曲柄室8中可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置了一個(gè)驅(qū)動軸12，該曲柄室形成在汽缸體1的前端部并位于前殼2中，而且，該驅(qū)動軸由一個(gè)軸封裝置9、一個(gè)置于軸孔2a中的徑向軸承10和一個(gè)置于軸孔1b中的徑向軸承11支撐。
曲柄室8中設(shè)置了一個(gè)旋轉(zhuǎn)斜盤16，斜盤16安裝到驅(qū)動軸12上。驅(qū)動軸12穿過該旋轉(zhuǎn)斜盤16的一個(gè)通孔16a而延伸。在曲柄室8中的該驅(qū)動軸12上固定著一個(gè)懸臂板14，懸臂板14和前殼2之間設(shè)有一個(gè)推力軸承13。一對臂15從懸臂板14向后伸出，每個(gè)臂15都具有一個(gè)帶有圓柱形內(nèi)壁的導(dǎo)向孔15a。一對導(dǎo)向銷16b從旋轉(zhuǎn)斜盤16的前端分別朝向臂15延伸。每個(gè)導(dǎo)向銷16b具有一個(gè)導(dǎo)向部分16c，該導(dǎo)向部分在頂端上具有球狀的外表面，其可旋轉(zhuǎn)且可滑動地接合在導(dǎo)向孔15a中。
在旋轉(zhuǎn)斜盤16和懸臂板14之間圍繞驅(qū)動軸12設(shè)置了一個(gè)彈簧17，以便朝向后殼7推動旋轉(zhuǎn)斜盤16。多個(gè)中空的活塞19可往復(fù)運(yùn)動地設(shè)置在汽缸孔1a中，并在旋轉(zhuǎn)斜盤16的前側(cè)和后側(cè)面上分別通過成對的接頭18與其圓周部分連接。
凸起20固定在一部分驅(qū)動軸12上，該部分驅(qū)動軸12通過鍵接合從前殼2向前延伸，一個(gè)皮帶輪22通過鍵21固定在該凸起20上。該皮帶輪22是通過一個(gè)螺釘23固定于驅(qū)動軸12上的，并由前殼2通過一個(gè)球軸承24可旋轉(zhuǎn)地支撐。皮帶B被繞在皮帶輪22上，并與一臺汽車的發(fā)動機(jī)EG連接。
在旋轉(zhuǎn)斜盤16的稍微靠后的一個(gè)部位上，環(huán)繞驅(qū)動軸12設(shè)置有一個(gè)彈簧26，并由一個(gè)開口擋圈25來固定，以便當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤16移動到圖1中的右側(cè)時(shí)安放斜盤16。在汽缸體1的軸孔1b中設(shè)置了一個(gè)推力軸承27和一個(gè)墊圈28，在墊圈28和吸入閥板3之間設(shè)置了一個(gè)彈簧29。止推軸承27安放驅(qū)動軸12的端部。
因此，旋轉(zhuǎn)斜盤16與驅(qū)動軸12一起旋轉(zhuǎn)，以便實(shí)現(xiàn)公知的壓縮操作，并且相對于驅(qū)動軸12傾斜，從而改變該壓縮機(jī)的容積。旋轉(zhuǎn)斜盤16可在一個(gè)最大傾斜角度與一個(gè)最小傾斜角度之間傾斜，其中最大傾斜角度時(shí)壓縮機(jī)排出容積最小，最小傾斜角度時(shí)壓縮機(jī)排出容積最大。旋轉(zhuǎn)斜盤16的最小傾斜角度小于鄰界角，在該鄰界角，排出壓力的反作用力可以確保旋轉(zhuǎn)斜盤16的傾斜角度的恢復(fù)，而且，借助兩個(gè)力矩的作用，即由于旋轉(zhuǎn)斜盤16的旋轉(zhuǎn)而在增加傾斜角度的方向作用于該旋轉(zhuǎn)斜盤16的上的力矩，以及基于彈簧26偏壓力的力矩，可以確保旋轉(zhuǎn)斜盤16從最小傾斜角度到最大傾斜角度的恢復(fù)。
后殼7中的吸入室7a通過一個(gè)吸入通道(未圖示出)與預(yù)吸入室1d連通，吸入室7a通過吸入口30與汽缸孔1a連通，其中，吸入口30貫通地設(shè)置在保持板6、排出閥板5、中間閥板4和吸入閥件上。預(yù)吸入室1d通過管道與制冷回路中的一臺蒸發(fā)器EV相連，蒸發(fā)器EV經(jīng)過一個(gè)膨漲閥V由管道與一臺冷凝器CO相連。在環(huán)繞著吸入室7a的后殼7中形成有一個(gè)排出室7b。在排出室7b的后面形成容納室7c，該容納室7c通過排出通道7d與汽缸體1的消音室1c連通，排出通道7d形成通過保持板6、排出閥板5、中間閥板4和吸入閥板3。消音室1c通過管道與制冷回路中的冷凝器CO相連。排出室7b通過分別設(shè)置成通過中間閥板4和吸入閥板3的排出口31與相應(yīng)的汽缸孔1a連通。
在后殼7中設(shè)有一個(gè)控制閥32，排出室7b后面的容納室7c中容納單向閥33。
如圖2所示，控制閥32具有一個(gè)閥殼41，該閥殼41的一端安裝著一個(gè)罩42，罩42的一端由一個(gè)蓋件43封閉。在由閥殼41、罩42和蓋件43限定的空間中，形成有一個(gè)壓力敏感室44，一個(gè)波紋管45可以軸向擴(kuò)張和壓縮的方式容納在該壓力敏感室44中，。
在閥殼41的另一端上，通過安裝件46固定有一個(gè)螺線管47。螺線管47中的閥殼41的另一端安裝著一個(gè)靜止鐵芯48，一個(gè)可移動鐵芯51可滑動地容納在固定于該靜止鐵芯48的另一端處的螺線管47的內(nèi)壁的調(diào)節(jié)套管49中。移動鐵芯51在其另一端處具有一個(gè)彈簧室51a，該彈簧室中設(shè)有一個(gè)用于朝向其一端偏壓可移動鐵芯51的彈簧50。
軸孔52軸向貫通閥殼41和靜止鐵芯48。該軸孔52在閥殼41的另一端和靜止鐵芯48之間的一個(gè)部位上與閥室53連通。在壓力敏感室44中，一個(gè)桿55通過一個(gè)安裝件54固定在波紋管45的另一端上，并可在軸孔52中滑動，位于閥室53中的閥件55a被安裝到桿55的中間部分上。在閥件55a和閥室53的一端部之間設(shè)有一個(gè)彈簧56。桿55的另一端靠在可移動鐵芯51的一端上。
罩42上設(shè)有一個(gè)開口42a，通過它，壓力探測通道57使壓力敏感室44和后殼7的吸入室7a連通。另外，在閥殼41中，還形成有一個(gè)與軸孔52連通的開口41a和一個(gè)與閥室53連通的開口41b，其中軸孔52從閥室53指向波紋管45。從閥室53指向波紋管45的軸孔52通過開口41a借助于進(jìn)氣通道58與曲柄室8連通。而且，閥殼41、靜止鐵芯48和可移動鐵芯51具有一條連通進(jìn)氣通道58和可移動鐵芯中的彈簧室51a的補(bǔ)償通道59。另一方面，閥室53與后殼7的排出室7b通過開口41b并借助于進(jìn)氣通道60把它們相互之間連通起來。螺線管47的線圈通過驅(qū)動電路61連接到控制計(jì)算機(jī)62上。在這種情況下，標(biāo)號63和64表示O型環(huán)，該環(huán)用于在后殼7中以氣密的方式容納控制閥31。
如圖3和4所示，單向閥33被壓入與排出室7b相鄰的容納室7c中。如圖3所示，容納室7c具有一個(gè)錐面7x和一個(gè)簡單圓柱面7y，錐面7x的直徑向內(nèi)逐漸變小，其內(nèi)端與簡單圓柱面7y匯合。
單向閥33具有一個(gè)閥殼，該閥殼包括一個(gè)閥座件70和一個(gè)安裝在該閥座件70上的殼體71，該殼體71和容納室7c的底部之間形成一間隙。單向閥33還具有一個(gè)可軸向滑動地置于殼體71中的閥件72，和一個(gè)朝向閥座件70偏壓殼體71中的閥件72的彈簧73。閥座件70由黃銅制成，殼體71和閥件72由注射成型的樹脂產(chǎn)品制成，彈簧73由彈簧鋼制成。由于閥座件70和殼體71是彼此分開制做的，因此，易于以較低的生產(chǎn)成本制造單向閥33。
如圖4所示，閥座件70包括一個(gè)主體部分70a，該主體部分具有軸向延伸的圓柱形面70y，而該圓柱形面70y具有適合與容納室7c的圓柱面7y進(jìn)行壓配合的直徑；一個(gè)與一側(cè)上的該主體部分70a整體形成的定位部分70b；一個(gè)與另一側(cè)上的主體部分70a整體形成的小直徑部分70d；以及一個(gè)在該小直徑部分70d的另一端上與小直徑部分70d整體形成的閥座部分70e。
閥座件70還具有一個(gè)貫通形成的流動通道70f，該流動通道70f有一個(gè)用于與排出室7b連通的入口和一個(gè)指向閥件72的從而連通殼體71內(nèi)部的出口。定位部分70b的錐面70x所形成的形狀與容納室7c的錐面7x的形狀互補(bǔ)。錐面70x與主體部分70a相鄰，并從主體部分70a中擴(kuò)張。小直徑部分70d的直徑小于主體部分70a的直徑，閥座部分70e的直徑又小于小直徑部分70d的直徑。
小直徑部分70d在其外圓周上具有一個(gè)作為接合裝置的環(huán)槽70c。在閥座部分70e上環(huán)繞流動通道70f的出口形成有一個(gè)閥座70g。通過將閥座部分70e的直徑設(shè)計(jì)成小于小直徑部分70d的直徑，從而形成一繞閥座70g的凹口，因此，閥件72的密封面72a的外周部分在該凹口70h處不與閥座70接觸。
殼體71呈一敞開端的杯狀，流動通道70f的出口開通到殼體71的內(nèi)部。殼體71的外周壁的內(nèi)側(cè)面在其敞開端處具有一對相對于殼體71的軸線而對稱設(shè)置的凸起71a，該凸起71a從外側(cè)安裝到小直徑部分70d的槽70c中。凸起71a構(gòu)成接合裝置。如圖5所示，一對扇形的法蘭71g僅在對應(yīng)于凸起71a的位置上從殼體71的外周壁向外延伸。法蘭71g的外周面與閥座件70的主體部分70a的外周面齊平，當(dāng)單向閥33設(shè)置在容納室7c中時(shí)，該法蘭71g就與容納室7c的內(nèi)表面接觸。法蘭71g構(gòu)成了一個(gè)固定裝置和一個(gè)防止擴(kuò)寬的裝置。法蘭71g和凸起71a位于殼體71上的同一軸向位置上。
連通孔71b從流動通道70f開始形成通過位于閥座70g的軸向相對側(cè)上的殼體71的外周壁。連通孔71b具有不平行于殼體71的軸線的直線側(cè)，但它卻是一個(gè)相對于殼體71的軸線對稱的等邊三角形，該三角形在對應(yīng)閥座70g的一軸向位置上有一個(gè)頂點(diǎn)71c，在其相對的一側(cè)有一個(gè)底邊71d。這種連通孔71b設(shè)計(jì)容易，而且有效。
以這種方式形成的連通孔71b相對于閥件72從閥座70g的抬起量，連通孔71b的開口面積比在開口面積與閥件的抬起量成正比的情況下的連通孔的小。此外，如圖5所示，一個(gè)凸起71e從殼體71的內(nèi)端面起向內(nèi)延伸，而且，一個(gè)槽71h沿整個(gè)直徑方向設(shè)置在殼體71的外端面上。標(biāo)號71i表示注射成型過程中使用的澆口痕跡。
如圖4、10和11所示，閥件72一般呈杯狀。如圖4、6A和6B所示，閥件72具有一個(gè)限定密封面72a的底面，當(dāng)閥件72在一個(gè)方向滑動時(shí)該面72a能靠在閥座70g上，當(dāng)它在另一個(gè)方向滑動時(shí)該面72a則離開閥座70g。如圖10所示，當(dāng)閥件72的密封面72a安置在閥座件70的閥座70g上時(shí)，殼體71的連通孔71b的頂點(diǎn)71c與密封面72a重合。另一方面，當(dāng)閥件72的密封面72a安置在閥座件70的閥座70g上時(shí)，與沿垂直于閥件72的密封面72a的方向進(jìn)行延伸的圓周壁的上表面相比，殼體71的連通孔71b的底邊71d更靠近閥座件70。換言之，當(dāng)密封面72a落座時(shí)，閥件72的外周面72f延伸超出連通孔71b。殼體71的內(nèi)周面和閥件72的外周面72f之間的間隙范圍從幾十到二百μm。
如圖5所示，在避開凸起71e的位置上，孔71f形成于穿過殼體71的頂壁的槽71h中。這樣，如圖10所示，在閥件72后部的殼體71內(nèi)部中形成有一個(gè)減振室71j。由于彈簧73被保持在閥件72的周壁的內(nèi)側(cè)面和凸起71e的外側(cè)面之間，因此不會產(chǎn)生振動。如圖4所示，在閥件72的周壁的外周面72f的軸向中間區(qū)域中，具有一個(gè)當(dāng)閥件72離開閥座70g時(shí)能夠與連通孔71b連通的環(huán)槽72b。該槽72b構(gòu)成容易形成的導(dǎo)向裝置或?qū)蛲ǖ馈?br> 閥件72能按如下的方法制造。如圖7所示，首先準(zhǔn)備模組件，它包括一個(gè)具有一芯部75a的第一模件75，圍繞該芯部75a設(shè)置并在軸向延伸的分割面PL上可分開地相互耦合起來的第一和第二分開模件76和77；及一個(gè)設(shè)置成與芯部75a的頂面相對的第二模件78。第一和第二分開模件76和77具有軸向延伸并垂直于分開面PL的平面76a和77a，平面76a和77a面對形成于模組件內(nèi)的室C。當(dāng)封閉模組件時(shí)，第二模件78置于第一和第二分開模件76和77中，并可以軸向移動從而使模遠(yuǎn)離芯部75a而打開模。熔化的樹脂被注入模室C，借助于打開該模來得到閥件72。把這樣得到的閥件72與分開制造的元件例如閥件70、殼體71和彈簧73裝配起來，從而得到單向閥33。
如圖6A和6B所示，閥件72具有一對軸向延伸的平面72c，這些平面形成于相互相對的閥件72的外周面72f上。平面72c便于閥件72的夾緊并能防止它的不正確裝配。如圖8所示，平面72c還可以起這樣的作用，即模壓毛邊72d完全能被容納在一個(gè)如圖8所示的假想圓內(nèi)，從而避免其粘在殼體71的內(nèi)側(cè)面上所引起的有害作用，其中，模壓毛邊是在制造閥件72的過程中在模組件的分開面PL處從閥件72的周壁徑向向外突出并保持在其上的毛邊。另外，如圖9所示，在制造閥件72的過程中從密封面72a的圓周上徑向向外突出并保持在其上的模壓毛邊72d，也完全可以容納在如圖10所示的閥座件70的凹口70h內(nèi)，從而避免由毛邊72d粘在閥座70g上所引起的有害作用。由于閥件72的密封面72a與閥座70g的接觸面積變小，因此閥座件70的凹口70h還有利于閥件72離開閥座70g。
此外，如圖6B所示，閥件72具有在周壁的頂面形成的、徑向延伸的槽72e。如果閥件72逆向安裝，由于槽72e的存在，單向閥33的功能就不能實(shí)現(xiàn)，因此在檢驗(yàn)過程中能很容易地發(fā)現(xiàn)安裝錯(cuò)誤。
如圖1所示，在因此而構(gòu)造成的壓縮機(jī)中，在發(fā)動機(jī)EG工作的同時(shí)，皮帶輪22由該發(fā)動機(jī)EG通過皮帶B驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動軸12也被驅(qū)動。這樣，旋轉(zhuǎn)斜盤16進(jìn)行擺動，從而使活塞19在汽缸孔1a中往復(fù)運(yùn)動。因此，制冷回路中的蒸發(fā)器EV中的冷卻氣體被吸進(jìn)該壓縮機(jī)的吸入室7a中，然后進(jìn)入汽缸孔1a，在汽缸孔1a中被壓縮，及排出到排出室7b。排出室7b中的冷卻氣體通過單向閥33和消音室1c排出到冷凝器CO中。
壓縮機(jī)以這種方式進(jìn)行工作時(shí)，在排出壓力Pd的作用下，圖2所示的控制閥32通過進(jìn)氣通道60、開口41b、軸孔52、開口41a和進(jìn)氣通道58把冷卻氣體提供到排出室7b中，從而用吸入壓力Ps來平衡壓力敏感室44中的波紋管45的預(yù)定壓力，而吸入壓力Ps是在控制計(jì)算機(jī)的控制下通過壓力檢測通道57從吸入室7a中導(dǎo)入的。因此，曲柄室8中的壓力Pc增高或降低，從而改變施加到活塞19上的背壓，從而改變旋轉(zhuǎn)斜盤16的傾斜角度，因此使該壓縮的排出量在大致0％-100％的范圍變化。
如圖11所示，在單向閥33中，流過流動通道70f的、排出室7b中的高壓冷卻氣體作用在閥件72上，并克服彈簧73的偏壓力推動該閥件在另一個(gè)方向上進(jìn)行滑動。這樣，密封面72a離開閥座件70的閥座70g，從而使流動通道70f與連通孔71b連通。因此，排出室7b中的高壓冷卻氣體通過消音室1c而排出到冷凝器CO中。
由于公差的需要，塑料模制產(chǎn)品的殼體71和閥件72在它們之間形成較大的間隙。在如圖12A所示的實(shí)施例中，當(dāng)閥被完全關(guān)閉時(shí)，即閥件72的密封面72a安置在閥座70g上時(shí)，冷卻氣體不會從流動通道70f滲漏。
另外，如圖12b所示，當(dāng)閥處于打開的初始階段，即閥件72的密封面72a稍稍離開閥座70g時(shí)，流動通道70f的出口和閥件72的密封表面72a之間的殼體71的區(qū)域通過殼體71的內(nèi)表面和閥件72的外周面72f之間的間隙而與槽72b連通，槽72b可以通過殼體71的連通孔71b與殼體71的外部連通。因此，形成在閥件72的外周面72f上的槽72b作為一個(gè)引導(dǎo)裝置把冷卻劑引導(dǎo)到殼體71的外部，而該冷卻劑指的是，當(dāng)閥件72離開閥座70g時(shí)，從流動通道70f的出口通過密封表面72a而滲漏到殼體71的內(nèi)部的冷卻劑。這樣，能防止冷卻劑朝向閥件72背側(cè)的流動，并能防止閥件72背面的背壓增高，從而確保閥件72在打開的方向的滑動。結(jié)果，提升閥件72的壓差不會增大，單向閥33自身產(chǎn)生的壓力損失也會降到最小。
而且，如圖12C所示，當(dāng)閥中的閥件72抬起到頂部死點(diǎn)時(shí)，即閥被完全打開時(shí)，閥件72背面的背壓的增高將不會引起任何問題，這是由于從流動通道70f流出的冷卻劑通過大大地敞開的連通孔71b流到殼體71的外部，而不是流過殼體71的內(nèi)周面和閥件72的外周面72f之間的間隙。因此，閥件72背面的壓力的增高也不會產(chǎn)生任何問題。
本發(fā)明人就流率與壓差之間的關(guān)系的問題進(jìn)行了試驗(yàn)，并將本發(fā)明的具有帶槽72b的外周面72f的單向閥33與現(xiàn)有技術(shù)的只具有圖17A-17C所示的簡單外圓柱面83b的單向閥94做了比較。圖13表示得到的結(jié)果，其中，實(shí)的弧線A表示本發(fā)明，虛線B表示現(xiàn)有技術(shù)。在每個(gè)單向閥94和33中，閥件72或83在壓差S處開始打開，點(diǎn)畫線是根據(jù)一個(gè)計(jì)算公式得到的。從圖13中明顯看出與現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機(jī)相比，按照本發(fā)明的壓縮機(jī)，可以減小壓力損失，從而更加逼近計(jì)算所得到的線C。
此外，當(dāng)不需要制冷時(shí)，而發(fā)動機(jī)EG又工作時(shí)，控制計(jì)算機(jī)62所發(fā)出的指令，使得從驅(qū)動回路61供給到控制閥32內(nèi)的螺線管47的電流中斷。結(jié)果，閥件55a由彈簧56偏壓，因此控制閥32最大程度地被打開，排出室7b中的高壓冷卻氣體通過進(jìn)氣通道60和58被導(dǎo)入曲柄室8。這樣，曲柄室8中的壓力增大，從而使旋轉(zhuǎn)斜盤16的傾斜角度改變到最小，由此，活塞19的沖程減小。結(jié)果使從汽缸孔1a進(jìn)入到排出室7b的排出率降低，其結(jié)果是，單向閥33中斷流動通道70f和連通孔71b之間的連通。在這種方式中，當(dāng)不需要制冷時(shí)，壓縮機(jī)的冷卻氣體的排出被單向閥33抑制，并且該壓縮機(jī)以接近零容積的最小容積驅(qū)動。少量的冷卻氣體沿包括汽缸孔1a、排出室7b、控制閥32、曲柄室8、吸入室7a、和汽缸孔1a在內(nèi)的回路進(jìn)行再循環(huán)。
另一方面，當(dāng)發(fā)動機(jī)EG不工作時(shí)，驅(qū)動軸12停止轉(zhuǎn)動，控制閥32不起作用。如圖10所示，通常在冷凝器CO一側(cè)上的高壓冷卻氣體推動單向閥33的閥件72經(jīng)過連通孔71b，從而與彈簧73的偏壓結(jié)合產(chǎn)生沿一個(gè)方向滑動一樣的效果。相應(yīng)地，密封面72a緊靠在閥座件70的閥座70g上，使流動通道70f與連通孔71b不連通。這樣，能防止作用于冷凝器CO一側(cè)的高壓冷卻氣體逆向流入排出室7b。
當(dāng)該壓縮機(jī)停止工作時(shí)，由于設(shè)置有這種單向閥33的壓縮機(jī)能防止冷卻氣體的逆向流動，因此避免了液體冷卻氣體存留在該壓縮機(jī)中，這本身也能防止壓縮機(jī)中的壓力或溫度過分升高，從而延長了該壓縮機(jī)的使用壽命。
當(dāng)發(fā)動機(jī)EG再次啟動時(shí)，驅(qū)動軸12被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，控制閥32工作。如圖11所示，單向閥33從排出室7b將高壓冷卻氣體排到冷凝器CO中。
在這種方式中，當(dāng)發(fā)動機(jī)停止工作時(shí)，只有在排出室7b中獲得的冷卻氣體通過進(jìn)氣通道60和58、開口41b和41a以及軸孔52被供給到曲柄室8，從而能防止逆向流動的冷卻氣體到達(dá)曲柄室8。因此，可以抑制曲柄室8中的壓力的升高，并且在重新啟動該壓縮機(jī)時(shí)，可以迅速地增大旋轉(zhuǎn)斜盤16的傾斜角度，以便迅速恢復(fù)壓縮機(jī)從最小容積到最大容積的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)制冷效果。
按照上述實(shí)施例的單向閥33，閥打開后壓力損失小，因此可以避免壓縮機(jī)和制冷回路中的壓力損失，從而消除由此而產(chǎn)生的缺陷。
本發(fā)明的單向閥不局限于上述的一個(gè)實(shí)施例，應(yīng)該明白，在本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)，可以做出很多改型。
權(quán)利要求
1.一種單向閥，它包括一個(gè)閥殼，它具有一個(gè)周壁，一個(gè)在所述周壁上形成有一入口和一出口的流動通道，一個(gè)在環(huán)繞所述出口的所述周壁上形成的閥座，和一個(gè)連通孔，該連通孔從所述流動通道開始形成通過所述閥座的軸向相對側(cè)上的所述周壁；一個(gè)閥件，它具有一個(gè)可軸向滑動地設(shè)置在所述閥殼的所述周壁上的外壁，和一個(gè)密封面，該密封面可與所述閥座接合；一個(gè)推動件，它朝向所述閥座偏壓所述閥件；及一個(gè)引導(dǎo)裝置，它把流體導(dǎo)引到所述閥殼的外部，當(dāng)所述閥件離開所述閥座時(shí)，流體從所述流動通道的所述出口通過所述密封面而滲漏到所述閥殼的內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的單向閥，其特征在于所述引導(dǎo)裝置包括一個(gè)在所述閥件中形成的引導(dǎo)通道，因此當(dāng)所述閥件離開所述閥座時(shí)所述引導(dǎo)通道與所述連通孔連通。
3.如權(quán)利要求2所述的單向閥，其特征在于所述閥件由樹脂制成，所述引導(dǎo)通道包括一個(gè)形成在所述閥件的所述外壁的外周面上的槽。
4.如權(quán)利要求3所述的單向閥，其特征在于所述槽在整個(gè)圓周上環(huán)狀地形成于所述閥件的所述外壁的外表面上。
5.如權(quán)利要求1所述的單向閥，其特征在于所述閥殼件包括一個(gè)第一殼體件，它具有所述流動通道和所述閥座；一個(gè)第二殼體件，它同軸地連接到所述第一殼體件上并具有所述連通孔，所述第一和第二殼體件一起形成了所述閥殼的所述周壁，所述閥件和所述推動件被設(shè)置在所述第二殼體件中。
6.如權(quán)利要求5所述的單向閥，其特征在于所述第二殼體件一般呈杯狀。
7.一種制冷回路，它包括一臺冷凝器；一臺蒸發(fā)器；一臺變?nèi)菔綁嚎s機(jī)，它具有與冷凝器處于流體連通的排出室和與蒸發(fā)器處于流體連通的吸入室；和一個(gè)單向閥，它設(shè)置在所述壓縮機(jī)的所述排出室和所述冷凝器之間，所述單向閥包括一個(gè)閥殼，它具有一個(gè)周壁，一個(gè)在所述周壁上形成有一入口和一出口的流動通道，一個(gè)在環(huán)繞所述出口的所述周壁上形成的閥座，和一個(gè)連通孔，它相對于所述閥座形成通過位于所述流動通道的相對側(cè)上的所述周壁；一個(gè)閥件，它具有一個(gè)可軸向滑動地設(shè)置在所述閥殼的所述周壁上的外壁，和一個(gè)密封面，該密封面可與所述閥座接合；一個(gè)推動件，它朝向所述閥座偏壓所述閥件；及一個(gè)引導(dǎo)裝置，它把流體導(dǎo)引到所述閥殼的外部，當(dāng)所述閥件離開所述閥座時(shí)，流體從所述流動通道的所述出口通過所述密封面而滲漏到所述閥殼的內(nèi)部。
8.一種變?nèi)菔綁嚎s機(jī)，它包括一個(gè)殼體，它具有多個(gè)汽缸孔；一個(gè)吸入室；一個(gè)排出室；多個(gè)活塞，它們可移動地設(shè)置在所述汽缸孔中；一個(gè)驅(qū)動軸；一個(gè)旋轉(zhuǎn)斜盤，它安裝到所述驅(qū)動軸上，因此所述旋轉(zhuǎn)斜盤可與所述驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)，并相對所述驅(qū)動軸傾斜；多個(gè)接頭，這些接頭可工作地將所述旋轉(zhuǎn)斜盤連接到所述活塞上，從而使氣體從所述吸入室吸入，在所述汽缸孔內(nèi)壓縮并排出到所述排出室；及一個(gè)單向閥，它安裝在所壓縮機(jī)的所述殼體中，所述單向閥包括一個(gè)閥殼，它具有一個(gè)周壁，一個(gè)在所述周壁上形成有一入口和一出口的流動通道，一個(gè)在環(huán)繞所述出口的所述周壁上形成的閥座，和一個(gè)連通孔，它相對于所述閥座形成通過位于所述流動通道的相對側(cè)上的所述周壁；一個(gè)閥件，它具有一個(gè)可軸向滑動地設(shè)置在所述閥殼的所述周壁上的外壁，和一個(gè)密封面，該密封面可與所述閥座接合；一個(gè)推動件，它朝向所述閥座偏壓所述閥件；一個(gè)引導(dǎo)裝置，它把流體導(dǎo)引到所述閥殼的外部，當(dāng)所述閥件離開所述閥座時(shí)，流體從所述流動通道的所述出口通過所述密封面而滲漏到所述閥殼的內(nèi)部。
9.如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述壓縮機(jī)的所述殼體具有一個(gè)用于容納所述單向閥的容納室。
10.如權(quán)利要求9所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述容納室包括一個(gè)第一內(nèi)壁部分和一個(gè)鄰接所述第一內(nèi)壁部分的第二內(nèi)壁部分，所述單向閥由所述第一內(nèi)壁部分固定，并延伸到所述第二內(nèi)壁部分，兩者之間具有一間隙，所述第二內(nèi)壁部分具有一個(gè)外排出通道，該排出通道與所述連通孔處于流體連通。
11.如權(quán)利要求10所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述閥殼件包括一個(gè)第一殼體件，它具有所述流動通道和所述閥座；一個(gè)第二殼體件，它同軸地連接到所述第一殼體件上并具有所述連通孔，所述第一和第二殼體件一起形成了所述閥殼的所述周壁，所述閥件和所述推動件被設(shè)置在所述第二殼體件中。
12.如權(quán)利要求11所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述第一殼體壓配在所述第一內(nèi)壁部分中。
13.如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述驅(qū)動軸以無離合器的方式可工作地連接到外部驅(qū)動源上。
14.如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其特征在于進(jìn)一步還包括一個(gè)曲柄室，它設(shè)置在所述壓縮機(jī)的所述殼體內(nèi)，其內(nèi)設(shè)置所述旋轉(zhuǎn)斜盤；一個(gè)引入通道，它在所述排出室和所述曲柄室之間延伸；一個(gè)抽吸通道，它在所述曲柄室的所述吸入室之間延伸；及一個(gè)控制閥，它設(shè)置在所述引入通道和所述抽吸通道中的一個(gè)內(nèi)，從而控制所述旋轉(zhuǎn)斜盤的傾斜角度，從而控制所述壓縮機(jī)的容積。
15.如權(quán)利要求14所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述壓縮機(jī)可實(shí)現(xiàn)大致為0％的容積。
全文摘要
一種變?nèi)菔綁嚎s機(jī)具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)斜盤,多個(gè)在汽缸孔中往復(fù)運(yùn)動的活塞,一個(gè)吸入室,和一個(gè)排出室。單向閥設(shè)置在壓縮機(jī)中。該單向閥具有一個(gè)帶一流動通道和一閥座的閥座件,一連接到閥座件上的殼體,及一設(shè)置在殼體內(nèi)與閥座相配合的閥件。殼體具有一個(gè)貫通地形成的連通孔,從而允許氣體通過連通孔從流動通道流到回路的外部中。一個(gè)形成在閥件的外周面上的環(huán)槽允許滲漏氣體從閥件和閥殼之間的間隙流到閥殼的外部。
文檔編號F16K15/14GK1276493SQ00120029
公開日2000年12月13日 申請日期2000年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月7日
發(fā)明者南和彥, 今西岳史, 粥川浩明, 木村一哉, 兼重雄二 申請人:株式會社豐田自動織機(jī)制作所