容量控制閥的製作方法
2023-12-02 23:42:36 1
本發明涉及將工作流體的流量或者壓力進行可變控制的容量控制閥，例如，涉及按照壓力負載對在汽車等的空調系統中使用的容量可變型壓縮機等的排出量進行控制的容量控制閥。
背景技術：
例如，如圖5所示，按照壓力負載對容量可變型壓縮機的排出量進行控制的容量控制閥50具備：由金屬材料或者樹脂材料形成的閥殼體51；以往復運動自如的方式配置於閥殼體51內的閥芯52；將閥芯52向一個方向進行施力的壓敏體53；與閥殼體51連接並給閥芯52帶來電磁驅動力的螺線管54等。
螺線管54具備：與閥殼體51連結的套管55；以將套管55的上部開口部進行密封的方式設置的端部部件56；一端部封閉的套筒57；配置在套管55以及套筒57的內側的圓筒狀的固定鐵芯58；在固定鐵芯58的內側往復運動自如且其前端與閥芯52連結的驅動杆59；固定安裝於驅動杆59的另一端側的可動鐵芯60；對可動鐵芯60進行施力的螺旋彈簧61；以及經由線軸卷繞在套筒57外側的勵磁用的線圈62等。套管55和端部部件56是通過將套管55的上端進行鉚接而一體地結合的，在二者之間設有o形密封圈78，對螺線管54的內部進行密封。
另外，閥殼體51具備：形成於排出側通路的中途的第一閥箱65；形成於吸入側通路的中途的第二閥箱66；以及靠近容量可變型壓縮機的控制室(省略圖示)形成的第三閥箱67等。
此外，ps表示吸入壓力，pd表示排出壓力，pc表示控制室壓力。
這種容量控制閥50是通過插入到在容量可變型壓縮機的套管70形成的安裝孔71中並將c形密封圈74安裝在安裝孔71的開口端部來進行固定的。在該狀態下，第一閥箱65、第二閥箱66以及第三閥箱67的各埠65a、66a以及67a與套管70內的製冷劑通路連通。另外，為了將各埠65a、66a以及67a進行密封，在閥殼體51的凹部嵌合安裝第一o形密封圈68以及第二o形密封圈69，並且在套管55的凹部嵌合安裝第三o形密封圈72。並且，還已知有如下發明(以下，稱為「現有技術1」。例如，參照專利文獻1)，即在套管55和端部部件56的連接部且在套管55的上端部外周配設第四o形密封圈73，利用該o形密封圈73和安裝孔71的內周面之間的接觸，從而防止來自外部的水、泥等的流入(參照箭頭75)。
另外，還已知有如下發明(以下，稱為「現有技術2」。例如，參照專利文獻2)，即替代現有技術1的第四o形密封圈73，而將彈性變形自如的唇狀密封部件以與安裝孔71的開口端部對置的方式通過一體成形設於端部部件56的外周側。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2009－281408號公報
專利文獻2：日本特開2010－196794號公報
技術實現要素：
發明所要解決的問題
但是，在上述現有技術1中，容量控制閥50在例如在二氧化碳用的高壓狀態下使用的情況下，如果發生用箭頭76所示的穿透漏洩，則有可能在第三o形密封圈72和第四o形密封圈73之間的間隙部77產生高壓氣體的滯留。如果產生高壓氣體的滯留，則由於第四o形密封圈73的直徑比第三o形密封圈72的直徑大，因而在拆卸容量控制閥50時，存在容量控制閥50飛出到外部，與事故相關聯這樣的問題。
另外，在上述現有技術2中，由於在端部部件56通過一體成形設置密封部件，因而製作端部部件56的模製件的分模形狀產生限制，存在端部部件56的形狀受限這樣的問題。
本發明是為了解決上述現有技術所具有的問題而完成的，其目的是提供如下的容量控制閥，即能夠防止來自外部的含有水、灰塵、泥等的流體(以下，有時稱為「外部流體」)流入容量控制閥的安裝孔，並且能夠使高壓氣體的穿透漏洩引起的安裝孔內的滯留氣體(以下，有時稱為「內部流體」)向外部排出，且具備製作以及組裝容易的密封單元。
用於解決問題的方案
為了達成上述目的，方案一的本發明的容量控制閥，其插入並裝配於安裝孔中，該安裝孔設置在作為容量控制的對象的裝置的套管，
上述容量控制閥的特徵在於，
上述容量控制閥具備密封唇，
上述密封唇在靠近上述安裝孔的入口一側且嵌合安裝於上述容量控制閥的外周部的嵌合安裝部，並且上述密封唇的唇部抵接於上述安裝孔的內周面。
根據該特徵，能夠防止外部流體流入容量控制閥的安裝孔，並且能夠使高壓氣體的穿透漏洩引起的安裝孔內的滯留氣體(內部流體)向外部排出，在拆卸容量控制閥時，能夠消除容量控制閥飛出到外部，與事故相關聯這樣的問題，並且密封單元的製作以及組裝容易。另外，密封唇是從容量控制閥的主體獨立的部件，所以和與容量控制閥的主體一體形成的情況相比，容量控制閥的主體的形狀的自由度增大。
另外，方案二的本發明的容量控制閥是在方案一的基礎上，其特徵在於，上述嵌合安裝部設於構成上述容量控制閥的套管和端部部件的連結部。
根據該特徵，能夠利用套管和端部部件的連結部來安裝密封唇，不需要為了安裝密封唇而實施特別的部件加工。
另外，方案三的本發明的容量控制閥是在方案一或者方案二的基礎上，其特徵在於，上述密封唇的截面呈大致l字形狀。
根據該特徵，利用嵌合安裝來固定l字的密封唇的一片，並能夠將另一片作為唇，所以能夠沿著容量控制閥的圓筒形狀的外周緊湊地安裝。尤其是，在將密封唇的一片嵌合安裝地裝配於套管和端部部件之間的情況下，能夠更為緊湊地安裝。
另外，方案四的本發明的容量控制閥是在方案一至方案三的任一方案的基礎上，其特徵在於，上述唇部配設在與上述安裝孔的內周面正交的方向上。
根據該特徵，無需使密封唇嵌合安裝部的構造特別便能夠安裝。
另外，方案五的本發明的容量控制閥是在方案一至方案三的任一方案的基礎上，其特徵在於，上述唇部以其前端朝向上述安裝孔的上述外部側的方式傾斜地配設，在上述唇部的傾斜側的面和上述外周部之間設置間隙。
根據該特徵，當受到外部流體的壓力時，則唇部的滑動接觸壓力變大，反之，當受到內部流體的壓力時，則唇部的滑動接觸壓力變小的同時變得容易變形，因而能夠可靠防止外部流體的流入，並且使內部流體的排出變得容易。
另外，方案六的本發明的容量控制閥是在方案五的基礎上，其特徵在於，在上述唇部的向上述外部側傾斜的一側的面設置突起，上述突起抵接於上述外周部。
根據該特徵，由於起因於突起和外周部外的抵接而能對唇部附加擠壓力，因而能夠防止外部流體所含的灰塵以及泥等進入唇部的內側並進行堆積。
另外，方案七的本發明的容量控制閥是在方案一至方案六的任一方案的基礎上，其特徵在於，上述密封唇由橡膠材料形成。
根據該特徵，能夠可靠地進行密封，尤其是，在套管和端部部件之間夾持安裝密封唇，並將套管進行鉚接而使其與端部部件一體化的情況下，密封唇還作為緩衝部件發揮功能，能夠防止因過度鉚接所致的端部部件的損傷。
發明的效果
本發明起到以下的有益效果。
(1)能夠防止外部流體流入容量控制閥的安裝孔，並且能夠使高壓氣體的穿透漏洩引起的安裝孔內的滯留氣體(內部流體)向外部排出，在拆卸容量控制閥時，能夠消除容量控制閥飛出到外部，與事故相關聯這樣的問題。並且，密封單元的製作以及組裝容易。另外，由於密封唇是從容量控制閥的主體獨立的部件，所以和與容量控制閥的主體一體形成的情況相比，容量控制閥的主體的形狀的自由度增大。
(2)嵌合安裝部設於構成容量控制閥的套管和端部部件的連結部，從而能夠利用套管和端部部件的連結部來安裝密封唇，不需要為安裝密封唇而實施特別部件的加工。
(3)密封唇的截面呈大致l字形狀，從而利用嵌合安裝來固定l字的密封唇的一片，並能夠將另一片作為唇，所以能夠沿著容量控制閥的圓筒形狀的外周緊湊地進行安裝。尤其是在將密封唇的一片嵌合安裝地裝配於套管和端部部件之間的情況下，能夠更為緊湊地安裝。
(4)唇部配設於與安裝孔的內周面正交的方向上，從而無需使密封唇嵌合安裝部的構造特別便能夠安裝。
(5)唇部以其前端朝向安裝孔的外部側的方式傾斜地配設，在唇部的傾斜側的面和外周部之間設置間隙，從而當受到外部流體的壓力時，則唇部的滑動接觸壓力變大，反之，當受到內部流體的壓力時，則唇部的滑動接觸壓力變小的同時變得容易變形，因而能夠可靠防止外部流體的流入，並且使內部流體的排出變得容易。
(6)在唇部的向外部側傾斜的一側的面上設置突起，突起抵接於外周部，從而起因於突起和外周部外的抵接而能對唇部附加擠壓力，因而能夠防止外部流體所含的灰塵以及泥等進入唇部的內側堆積。
(7)密封唇由於由橡膠材料形成，從而能夠可靠地進行密封，尤其是在套管和端部部件之間夾持安裝密封唇，並將套管進行鉚接使其與端部部件一體化的情況下，密封唇還作為緩衝部件發揮功能，能夠防止因過度鉚接所致的端部部件的損傷。
附圖說明
圖1是表示本發明的實施例1的容量控制閥的剖視圖。
圖2是對本發明的實施例1的密封單元進行說明的圖。
圖3是對本發明的實施例2的密封單元進行說明的圖。
圖4是對本發明的實施例3的密封單元進行說明的圖。
圖5是表示現有技術的容量控制閥的剖視圖。
具體實施方式
以下，參照附圖，基於實施例對用於實施本發明的方式舉例進行說明。但是，在該實施例記載的結構部件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等只要沒有特別明示的記載，宗旨不是將本發明的保護範圍僅限定為這些內容。
實施例1
參照圖1以及圖2，對本發明的實施例1的容量控制閥進行說明。
容量控制閥1具備：由金屬材料或者樹脂材料形成的閥殼體10；在閥殼體10內以往復運動自如的方式配置的閥芯15；將閥芯15向一個方向施力的壓敏體20；與閥殼體10連接且給閥芯15帶來電磁驅動力的螺線管30等。
螺線管30具備：與閥殼體10連結且由金屬材料形成的套管31；一端部封閉的套筒32；配置在套管31以及套筒32的內側的圓筒狀的固定鐵芯33；在固定鐵芯33的內側往復運動自如且其前端與閥芯15連結並形成連通路16的驅動杆34；固定安裝於驅動杆34的另一端側的可動鐵芯35；向使閥芯15開閥的方向對可動鐵芯35施力的螺旋彈簧36；經由線軸卷繞在套筒32的外側的勵磁用的線圈37以及以將套管31的上端開口部進行密封的方式設置的端部部件38等。
閥殼體10具備：作為排出側通路發揮功能的埠11、12、13；與閥芯15的連通路16一起作為吸入側通路發揮功能的埠13、14；形成於排出側通路的中途的第一閥箱17；形成於吸入側通路的中途的第二閥箱18；以及形成於排出側通路以及吸入側通路的第三閥箱19等。
符號ps表示作為控制對象的容量可變型壓縮機的吸入壓力，pd表示排出壓力，pc表示控制室壓力。
閥芯15具備：形成為大致圓筒狀且位於一端側的第一閥部25；位於另一端的第二閥部26；隔著第一閥部25在與第二閥部26相反側並通過後安裝方法連結的第三閥部27；以及在其軸線方向上從第二閥部26貫通至第三閥部27並作為吸入側通路發揮功能的連通路16等。
第三閥部27做成為從自第一閥箱17朝向第三閥箱19縮徑的狀態進行擴徑的形狀，在擴徑部中，形成與連接器28對置的錐形狀的配合面27a。
壓敏體20配置在第三閥箱19內，並以如下方式進行動作，即、通過其伸長(膨脹)，給第一閥部25向開閥方向帶來作用力，並且伴隨著周圍的壓力增加進行收縮，對給第一閥部25帶來的作用力進行減弱。
在套管31的上端開口部通過將其向內側鉚接從而固定有圓板狀的套環39以及端部部件38。套環39的中央嵌入有套筒32。連接端子40從在套筒32的外側經由線軸卷繞的勵磁用的線圈37延伸出來，並貫通套環39引出到端部部件38內的空間。
端部部件38以從上方將內裝於套管31的部件整體進行密封的方式來進行安裝。端部部件38由樹脂成形材料構成，將與外部電源相連的連接端子40進行模製，形成為大致圓筒狀。
在套管31的上端部和端部部件38的下端外周部之間設有密封單元45，其用於氣密地保持螺線管30的內外，並且防止外部流體的浸入。
關於密封單元45在後文中詳細進行說明。
如上述構成的容量控制閥1是以閥殼體10為先插入到在容量可變型壓縮機的套管2形成的安裝孔3內並將安裝於安裝孔3的開口端部的c形密封圈4與端部部件38的階梯部38a配合來進行固定。在該狀態下，第一閥箱17、第二閥箱18以及第三閥箱19的各埠11、14以及13與套管2內的製冷劑通路連通。另外，為了將各埠11、14以及13進行劃分來密封，在閥殼體10的凹部嵌合安裝第一o形密封圈5以及第二o形密封圈6，並且在套管31的凹部嵌合安裝第三o形密封圈7。
容量控制閥1以閥殼體10的外徑＜套管31的外徑＜端部部件38的外徑的關係的方式將閥殼體10側設定得較細，將端部部件38側設定得較粗。安裝孔3大致按照容量控制閥1的形狀使入口側的直徑較大且隨著朝向裡側階段地使直徑變小，容量控制閥1在安裝孔3內以閥殼體10側為先變得容易插入。設有密封單元45的部分的安裝孔3的直徑d1比設有第三o形密封圈7的部分的直徑d2大。
另一方面，容量控制閥1在例如二氧化碳用的高壓狀態下使用的情況下，發生用箭頭29所示的穿透漏洩，在第三o形密封圈7和密封單元45之間的間隙部s產生高壓氣體的滯留。就因滯留的內部流體產生的力而言，相比第三o形密封圈7，密封單元45的受壓面積大，因而較大地作用於密封單元45的部分。
其次，參照圖2對密封單元45進行說明。
密封單元45具有如下作用：防止來自外部的含有水、灰塵、泥等的外部流體8流入安裝孔3，並且將起因於第三o形密封圈7的穿透漏洩29而滯留於間隙部s的內部流體29a向外部排出，其設於靠近安裝孔3的入口一側。
在圖2中，密封單元45為了防止外部流體向安裝孔3內流入，而嵌合安裝於在靠近安裝孔3的入口一側處的套管31和端部部件38的連結部設置的嵌合安裝部41。在嵌合安裝部41設於套管31和端部部件38的連結部的情況下，密封單元45能夠兼有以往為將螺線管30的內部進行密封而設置的o形密封圈(例如，參照圖5的符號78)的作用，而為優選。
密封單元45具備密封唇46，該密封唇46的截面呈大致l字的形狀。密封唇46的基部46a嵌入在端部部件38形成的凹部38b，並且通過向套管31的上端31a的內側的鉚接，從而夾持安裝於端部部件38的凹部38b和套管31的上端31a之間。利用密封唇46的基部46a來將螺線管30的內部進行密封。
另外，密封唇46的唇部46b配設在與安裝孔3的內周面正交的方向上，並以適當的擠壓力抵接於內周面。唇部46b用於防止外部流體流入安裝孔3內。
密封唇46優選是由橡膠材料形成。
在圖2中，由於端部部件38的外徑比套管31的外徑大，所以在嵌合安裝部41形成階梯部，密封唇46的唇部46b的外部側的面(圖2中的上表面)抵接並支撐於階梯部，並且內部側的面(圖2中的下表面)以接觸或者離開自如的方式支撐於套管31的上端31a的端部。
本實施例的情況下，具有在套管31和端部部件38的連結部不用實施特別的加工便能夠裝配密封唇46這樣的優點，但另一方面，由於因在間隙部s內滯留的內部流體29a的壓力所致的唇部46b的能夠變形的區域小而為端部部件38的外表面和安裝孔3的內表面的間隙d，因此需要使唇部46b的前端容易變形。
實施例1的容量控制閥1具有上述結構，起到如下顯著效果。
(1)能夠防止外部流體流入容量控制閥1的安裝孔3，並且能夠使高壓氣體的穿透漏洩引起的安裝孔內的滯留氣體(內部流體)向外部排出，在拆卸容量控制閥1時，能夠消除容量控制閥1飛出到外部，與事故相關聯這樣的問題。
(2)密封單元45的製作以及組裝容易。
(3)由於密封唇46是從容量控制閥1的主體獨立的部件，所以和與容量控制閥1的主體一體形成的情況相比，容量控制閥1的主體的形狀的自由度增大。
(4)在套管31和端部部件38的連結部不實施特別的加工便能裝配密封唇46。
(5)密封唇46由於由橡膠材料形成，從而能夠可靠地進行密封，尤其是在套管31和端部部件38之間夾持安裝密封唇46，並將套管31進行鉚接使其與端部部件38一體化的情況，密封唇46還作為緩衝部件發揮功能，防止因過度鉚接所致的端部部件38的損傷。
實施例2
參照圖3的同時對本發明的實施例2進行說明。
實施例2在密封唇的形狀不同這一點上與實施例1不同，但其它點與實施例1基本相同，與實施例1相同的部件標記相同符號，省略重複說明。
在圖3中，密封唇47的基部47a嵌入在端部部件38形成的凹部38b，並利用向套管31的上端31a的內側的鉚接，從而夾持安裝於端部部件38的凹部38b和套管31的上端31a之間。
密封唇47的唇部47b以其前端朝向安裝孔3的外部側的方式傾斜地配設，在唇部47b的傾斜側的面47c和端部部件38的外周部38c之間設有間隙。即、密封唇47的唇部47b朝向安裝孔3的外部側傾斜。為此，端部部件38的外周部38c以外徑側朝向安裝孔3的外部側的方式傾斜形成。
由於唇部47b的前端以朝向安裝孔3的外部側的方式傾斜地配設，因而密封唇47的唇部47b在受到外部流體8的壓力時，則滑動接觸部47d的接觸壓力增大，相反地在間隙部s內受到滯留內部流體29a的壓力時，則滑動接觸部47d的接觸壓力減少。另外，由於在唇部47b的傾斜側的面47c和端部部件38的外周部38c之間設有間隙，因而唇部47b在幾乎整個面上受到外部流體8的壓力，容易向接觸壓力增大的方向進行變形，相反地，唇部47b因內部流體29的壓力而能夠容易向接觸壓力減少的方向進行變形。
如上述，能夠成為外部流體8難以浸入而內部流體29容易排出的構造。
實施例2的容量控制閥1具有上述結構，起到以下顯著效果。
(1)能夠防止外部流體流入容量控制閥1的安裝孔3，並且能夠使高壓氣體的穿透漏洩引起的安裝孔內的滯留氣體(內部流體)向外部排出，在拆卸容量控制閥1時，能夠消除容量控制閥1飛出到外部，與事故相關聯這樣的問題。
(2)密封單元45的製作以及組裝容易。
(3)由於密封唇47是從容量控制閥1的主體獨立的部件，所以和與容量控制閥1的主體一體形成的情況相比，容量控制閥1的主體的形狀的自由度增大。
(4)外部流體8難以浸入，而內部流體29a容易排出。
實施例3
參照圖4的同時對本發明的實施例3進行說明。
實施例3在密封唇設有突起這一點上與實施例2不同，但其它點與實施例2基本相同，與實施例2相同的部件標記相同符號，省略重複說明。
在圖4中，密封唇48的基部48a嵌入在端部部件38形成的凹部38b，並且利用向套管31的上端31a的內側的鉚接，從而夾持安裝於端部部件38的凹部38b和套管31的上端31a之間。
密封唇48的唇部48b的前端以朝向安裝孔3的外部側的方式傾斜地配設，在唇部48b的傾斜於外部側一側的面48c設有突起49，突起49會抵接於端部部件38的外周部38c。
由於唇部48b的前端以朝向安裝孔3的外部側的方式傾斜地配設，所以密封唇47的唇部48b在受到外部流體8的壓力時，則滑動接觸部48d的接觸壓力增大，反之，當受到內部流體29的壓力時，則滑動接觸部48d的接觸壓力減少。另外，在唇部48b的傾斜側的面48c設有突起49，突起49會抵接於端部部件38的外周部38c，所以起因於突起49和外周部38c的抵接而能對唇部48b附加擠壓力，因而能夠防止外部流體8進入唇部48b的內側堆積。
實施例3的容量控制閥1具有上述結構，起到以下顯著效果。
(1)能夠防止外部流體向容量控制閥1的安裝孔3的流入，並且能夠使高壓氣體的穿透漏洩引起的安裝孔內的滯留氣體(內部流體)向外部排出，在拆卸容量控制閥1時，能夠消除容量控制閥1飛出到外部，與事故相關聯這樣的問題。
(2)密封單元45的製作以及組裝容易。
(3)由於密封唇48是從容量控制閥1的主體獨立的部件，所以和與容量控制閥1的主體一體形成的情況相比，容量控制閥1的主體的形狀的自由度增大。
(4)外部流體8難以浸入，而內部流體29a容易排出。
(5)能夠防止外部流體8進入唇部48b的內側堆積。
以上，基於附圖對本發明的實施例進行了說明，但具體的結構並不限於這些實施例，即使有不脫離本發明的要點的範圍內的變更、追加，也包含於本發明。
例如，上述實施例中，就密封單元45而言，以嵌合安裝於在套管31和端部部件38的連結部設置的嵌合安裝部41的情況為例進行了說明，但這是優選情況，並不一定限於此，只要在靠近安裝孔3的入口的部分即可。
另外，例如，上述實施例中，對密封唇的截面為大致l字形狀的情況進行了說明，但不限於此，例如還可以是u字、v字、y字或者j字形狀。
另外，例如，上述實施例中，對密封唇由橡膠材料形成的情況進行了說明，但不限於此，例如還可以是樹脂制。
符號說明
1—容量控制閥，2—容量可變型壓縮機的套管，3—安裝孔，4—c形密封圈，5—第一o形密封圈，6—第二o形密封圈，7—第三o形密封圈，8—外部流體，10—閥殼體，11—埠，12—埠，13—埠，14—埠，15—閥芯，16—連通路，17—第一閥箱，18—第二閥箱，19—第三閥箱，20—壓敏體，25—第一閥部，26—第二閥部，27—第三閥部，28—連接器，29—穿透漏洩，29a—起因於穿透漏洩的內部流體，30—螺線管，31—套管，31a—上端，32—套筒，33—固定鐵芯，34—驅動杆，35—可動鐵芯，36—螺旋彈簧，37—勵磁用線圈，38—端部部件，38a—階梯部，38b—凹部，39—套環，40—連接端子，41—嵌合安裝部，45—密封單元，46、47、48—密封唇，46a、47a、48a—基部，46b、47b、48b—唇部，49—突起，pd—排出壓力，ps—吸入壓力，pc—控制室壓力。