專利名稱：可變容量壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在車輛空調中使用的可變容量壓縮機。特別是涉及一種通過調整一個凸輪盤的傾角來改變其容量的可變容量壓縮機。
可變容量壓縮機一般有一個凸輪盤，這個凸輪盤可傾斜地支撐在一個驅動軸上。凸輪盤傾角根據曲柄室內的壓力與氣缸孔內壓力之間的壓差來控制。每個活塞的沖程由凸輪盤的傾角改變。
可變容量壓縮機通常有一個驅動軸，該驅動軸直接與一個外部驅動源如一個發動機相連，而在兩者之間沒有離合器。在此無離合器系統中，當不需要制冷功能或在蒸發器中正有霜形成時，壓縮機也仍然繼續操作。日本未審查專利公報No.3-37378和7-127566中公開的可變容量壓縮機，當不需制冷或蒸發器中正有霜形成時，停止制冷劑氣體的循環。
日本未審查專利公報No.3-37378中所述的壓縮機，由一個電磁閥來停止制冷劑氣體從外部制冷回路向吸入室的導入，以停止氣體循環。然而電磁閥打開或關閉位于外部制冷回路和吸入室之間的通道的速度太快，會突然地增加或降低從吸入室進入到氣缸孔的氣體量。流入氣缸孔的氣體量的突然變化會導致壓縮機容量的急劇波動，于是壓縮機的排出壓力也發生波動。這很明顯地改變了壓縮機的負載扭矩，即短時間內操作壓縮機所必需的扭矩。
日本未審查專利公報No.7-127566所述的壓縮機在連接排出室和外部制冷回路的排出通道內有一個閥。當排出室內的壓力(排出壓力)和吸入壓力區內的壓力(吸入壓力)之間的差值等于或低于預定水平時，閥關閉排出通道，使制冷劑氣體由壓縮機向外部回路的流動停止。排出壓力和吸入壓力之間的壓差變化緩慢。因此，閥根據排出壓力和吸入壓力之間的壓差緩慢地改變通道過流的橫截面面積，制冷劑氣體流經這一過流斷面，從排出室排出到外部制冷回路。這使得從排出室到外部回路的氣體流量的波動變得緩慢，因此避免了壓縮機負載扭矩的突變。
上面所描述的閥包括一個圓柱形閥體。閥體有一個承受排出壓力的面和另一個承受吸入壓力的面。吸入壓力承受面與排出壓力承受面的位置相對。閥體按照作用在其表面上的壓力間的壓差沿軸向移動。一個大的壓差會引起排出室內的高壓制冷劑氣體通過閥體周邊和容納閥體的腔室的壁面之間的間隙泄漏到吸入壓力區域，氣體的泄漏使外部制冷循環的制冷效率降低。
因此，本發明的一個目的是提供一種壓縮機，它能避免壓縮機負載扭矩的突變，而不降低制冷效率，且能避免霜的形成。
為實現上述目的，按照本發明提供的壓縮機，具有位于曲柄室內且安裝在驅動軸上的凸輪盤和位于氣缸孔內且與凸輪盤相配合的活塞。凸輪盤將驅動軸轉動轉化為活塞在氣缸孔內的改變氣缸孔容量的往復運動。活塞壓縮借助于吸入室從單獨的外部回路供至氣缸孔的氣體，并借助于排出室將壓縮氣體排至外部回路中。凸輪盤根據曲柄室內的壓力與氣缸孔內的壓力之間的壓差，在相對于與驅動軸的軸線相垂直的平面成最大傾斜角的位置和成最小傾斜角的位置之間傾斜。并且活塞按照基于凸輪盤的傾角所得的沖程移動，來控制壓縮機的容量。在排出室和外部回路之間設置有一個閥。該閥根據作用在閥上游端的壓力與作用在閥下游端的壓力之間的壓差有選擇地將排出室與外部回路接通或斷開。
本發明的新穎特征在所附權利要求中詳細提出。而本發明的其目的及優點通過下文伴隨附圖所描述的最佳實施例會更加清楚明了。其中
圖1是本發明第一個實施例的可變容量壓縮機的橫斷面圖；圖2是沿圖1中線2-2所作剖視的斷面圖；圖3是沿圖1中線3-3所作剖視的斷面圖；圖4是旋轉斜盤的傾角為最小時可變容量壓縮機的橫斷面圖；圖5是螺線管被勵磁且單向閥打開時壓縮機的局部放大橫斷面圖；圖6是螺線管被勵磁且單向閥關閉時壓縮機的局部放大橫斷面圖；圖7是螺線管被退磁且單向閥關閉時壓縮機的局部放大橫斷面圖；圖8是本發明的第二個實施例的可變容量壓縮機的橫斷面圖；圖9是單向閥關閉時個壓縮機的局部放大橫斷面圖；圖10是一個單向閥的透視圖11(a)是第三個實施例的當單向閥關閉時壓縮機的局部放大橫斷面圖；及圖11(b)是第三個實施例的當單向閥打開時壓縮機的局部放大橫斷面圖。
下面將參照圖1至圖7，說明本發明可變容量壓縮機的第一個實施例。
如圖1所示，前殼體12與氣缸體11的前端面固定在一起。后殼體13與氣缸體11的后端面固定在一起，且在兩者之間設有第一板14、第二板15、第三板16第四板17。曲柄室121由前殼體12的內壁和氣缸體11的前端面圍成。
可旋轉的驅動軸18支撐在前殼體12和氣缸體11內。驅動軸18的前端從曲柄室121中伸出，并和一個皮帶輪19相連接。皮帶輪19通過一個帶20直接與一個外部驅動源(此實施例中是汽車發動機E)相耦聯。圖1的壓縮機是一個無離合器型可變容量壓縮機，在驅動軸18和外部驅動源之間沒有離合器。皮帶輪19由前殼體12借助于位于兩者之間的一個向心軸承21來支撐。前殼體12借助向心軸承21承受作用在皮帶輪19上的推力和徑向載荷。
一個大體上近乎盤形的旋轉斜盤23由曲柄室121內的驅動軸18支撐，以便可以沿軸18的軸線滑動和相對于該軸線傾斜。如圖1和圖2所示，旋轉斜盤23裝有一對導向銷26、27，每一個導向銷都有一個導向球261、271。導向銷26、27分別通過支撐24、25固定在旋轉斜盤23上。轉子22安裝在曲柄室121內的驅動軸18上，并與驅動軸18一體轉動。轉子22有一個向旋轉斜盤23的方向伸出的支撐臂221。一對導向孔222、223在支撐臂221上形成。每個導向球261、271可滑動地裝入相應的導向孔222、223內。臂221和導向銷26、27的共同作用使得旋轉斜盤23能夠與驅動軸18一體轉動。這一共同作用也為旋轉斜盤23的傾斜運動和旋轉斜盤23沿驅動軸18軸線的運動進行導向。由于旋轉斜盤23是向氣缸體11的方向或相反方向滑動，因此旋轉斜盤23的傾角是減少的。
在轉子22和旋轉斜盤23之間有一個螺旋彈簧28。彈簧28向后或向能減少旋轉斜盤23的傾角的力向推動旋轉斜盤23。
如圖1和圖3所示，多個氣缸孔111被設置在穿過氣缸體11延伸并圍繞驅動軸18的位置上。各孔111均位于與驅動軸18的軸線相平行的位置，每兩個相鄰孔111之間留有一個預定的間隙。在每個孔111內都裝有一個單頭活塞37。在每個活塞37和旋轉斜盤23之間都裝有一對半球形的滑靴38，每個滑靴38都有一個半球形部分和一個平面部分。半球部分可滑動地與活塞37相接，而平面部分則可滑動地與旋轉斜盤23相接。旋轉斜盤23與驅動軸18一體轉動。旋轉斜盤23的轉動通過滑靴38被傳遞給每一個活塞37，并被轉換成在相關聯的氣缸孔111內的每一個活塞37的直線往復運動。
如圖1和3所示，在后殼體13內有一個環形吸入室131。在后殼體13內圍繞吸入室131設有一個環形排出室132。在第一板14上形成了吸入口141和排出口142。每一個吸入口141和每一個排出口142都對應于一個氣缸孔111。在第二板15上形成吸入閥151。每一個吸入閥151均對應于一個吸入口141。在第三板16上有排出閥161。每一個排出閥161對應于一個排出口142。
當每個活塞37在相應的氣缸孔111內從上死點向下死點移動時，吸入室131內的制冷劑氣體通過相應的吸入口141和吸入閥151被吸入氣缸孔111內。當每個活塞37在相應的氣缸孔111內從下死點向上死點移動時，制冷劑氣體在氣缸孔111內被壓縮，并通過相應的排出口142和相應的排出閥161被排出到排出室132。在第四板17上形成檔板171。每一個檔板171和一個排出閥161相對應。閥161及相應的檔板171的接觸限制了每一個排出閥161的打開。
在前殼體12和轉子22之間裝有一個推力軸承39。推力軸承39承受來自活塞37和旋轉斜盤23作用在轉子22上的壓縮作用力。
如圖1和4所示，在氣缸體11的中部沿驅動軸18的軸線延伸形成一個閥室29。閥室29通過一個通口143與吸入室131相通。閥室29內裝有一個中空的圓柱形閥30，它可以沿驅動軸18的軸線方向滑動。在閥室29的壁面和閥30之間有一個螺旋彈簧31，螺旋彈簧31向旋轉斜盤23的方向推動閥30。
驅動軸18的后端插入閥30中。用一個開口簧環33將徑向軸承32固定在閥30的內壁。因此，徑向軸承32與閥30一同沿著驅動軸18的軸線移動。驅動軸18后端由閥室29的內壁和位于其間的徑向軸承32和閥30支撐。
在后殼體13的中部和第一板14至第四板17中間部位有一個吸入通道34。通道34沿著驅動軸18的軸線延伸，并與閥室29相通。在吸入通道34的內部端面的周圍、在第二板15上形成一個定位面35。閥30的后端面可以與定位面35相接合。閥30與定位面35的接合防止閥向更遠離旋轉斜盤的后方移動，并使吸入通道34與閥室29斷開。
在旋轉斜盤23和閥30之間有個推力軸承36支撐驅動軸18。推力軸承36沿驅動軸18的軸線滑動。螺旋彈簧31的力始終將推力軸承36夾持在旋轉斜盤23和閥30之間。推力軸承36防止旋轉斜盤23的轉動被傳輸給閥30。
當旋轉斜盤23的傾角減少時，旋轉斜盤向后移動。隨著旋轉斜盤向后的移動時，借助推力軸承36向后推動閥30。相應地，閥30克服螺旋彈簧31的力向定位面35移動。如圖4所示，當旋轉斜盤23達到最小的傾角位置時，閥30后端面與定位面35相接觸。這使閥30處于將閥室29與吸入通道斷開的關閉位置。
在驅動軸18的中心部位有一個壓力釋放通道40。壓力釋放通道40使曲柄室121和閥30的內部相通。在閥30的后端附近，在其圓周壁面上有一個壓力釋放孔301。孔301使得閥30的內部與閥室29相通。
在后殼體13內有一個排出通道133，它與排出室132相連接。一個外部制冷回路45將排出室133和吸入通道34連接起來。外部制冷回路45包括一個冷凝器46、一個膨脹閥47和一個蒸發器48。膨脹閥47按照蒸發器48出口處的氣體溫度的波動，控制制冷劑的流量。
如圖1和5所示，排出通道133內有一個單向閥52。單向閥52包括一個中空的圓柱形閥體521，一個彈性擋圈53和一個彈簧54。彈性擋圈53固定在排出通道133內壁上的一個凹槽內，而彈簧54位于閥體521和彈性擋圈53的中間。閥體521沿通道133的軸線滑動。一個閥孔134使排出室132與排出通道133相通，彈簧54向排出通道133的內端即閥孔134的關閉方向推動閥體521。在排出通道133的內壁上，在閥體134和彈性擋圈53之間有一個迂回凹槽135。迂回凹槽135構成排出通道133的一部分。在閥體521的周壁上有一個通孔522。如圖1和圖5所示，當閥體521處在打開閥孔134的位置時，排出室132內的制冷劑氣體通過閥孔134、迂回凹槽135、通孔522和閥體521的內部排出到外部制冷回路45。如圖6和圖7所示，當閥體521處于關閉閥孔134的位置時，閥體521防止排出室132內的制冷劑氣體被排出到外部制冷回路45。
如圖1和圖5所示，在后殼體13內有一個供給通道41，穿過第一板14至第四板17和氣缸體11。供給通道41接通排出室132和曲柄室121。后殼體13內安裝的容量控制閥42處于供給通道41的中間部位。控制閥42包括有一個閥體44、一個波紋管51和一個螺線管43。閥體44有選擇地打開或關閉閥孔421。由閥體44和閥孔421限定的開口是由波紋管51控制的。
當螺線管43被退磁時，閥體44打開閥孔421，以允許排出室132內的制冷劑氣體通過供給通道41進入曲柄室121。吸入通道34的壓力(吸入壓力)通過一個通道136作用在波紋管51上。吸入通道34的吸入壓力反射冷卻負載。當螺線管43被勵磁時，閥體44和閥孔421之間的開口，按照作用在波紋管51上的吸入壓力控制。換言之，從排出室132至曲柄室121的制冷劑氣體的流量，根據冷卻負載來控制。曲柄室121內的壓力因此得到控制。
開動空調的開關50被接到一個計算機C上。當開關打開時，計算機C勵磁螺線管43。當開關關閉時，計算機C使螺線管43退磁。
下面將描述以上所述的可變容量壓縮機的操作。
在圖5和圖6中，控制閥42中的螺線管43被勵磁。在此狀態下，當吸入通道34內的氣體壓力隨冷卻負載的增加而增大時，如圖5所示，波紋管51收縮，使由閥體44和閥孔421限定的開口變得狹窄。這降低了通過供給通道41從排出室132到曲柄室121的氣體流量。另一方面，曲柄室內的制冷劑氣體通過壓力釋放孔40、閥30的內部、壓力釋放孔301、閥室29和通口143進入吸入室131。曲柄室121內的壓力相應地下降。這降低了曲柄室121和氣缸孔111之間的壓差，于是旋轉斜盤23的傾角增加。容量因此而增大。
當一個極大的冷卻負載即、吸入通道34內的一個極高的氣體壓力導致閥體44關閉閥孔421時，這就關閉了供給通道41。排出室132內的高壓制冷劑氣體不進入曲柄室121內。這使如圖1所示的旋轉斜盤23的傾角達到最大。相應地，壓縮機在最大容量處開始運行。旋轉斜盤23上的凸臺靠在從轉子22后端面伸出的凸臺224上，這樣可避免旋轉斜盤23的傾角超出預定的最大傾角。
在螺線管43勵磁的情形下，如圖6所示，當吸入通道34內的氣體壓力隨冷卻負載的減少而降低時，波紋管51伸長，使得由閥體44和閥孔421限定的開口增大。這增加了通過供給通道41從排出室132到曲柄室121的氣體流量，于是增加了曲柄室121內的壓力。從而增大了曲柄室121和氣缸孔111之間的壓差，因此減小了旋轉斜盤23的傾角，隨之容量也減小。
當一個極小的冷卻負載即、在吸入通道34內的一個極低氣體壓力增大了由閥體44和閥孔421限定的開口時，就增加了從排出室132進入曲柄室121的制冷劑氣體量，因此使旋轉斜盤23的傾角達到最小。相應地，壓縮機在最小容量下開始運行。更進一步，如圖7所示，在控制閥42中退磁的螺線管43使由閥體44和閥孔421限定的開口達到最大，這使得旋轉斜盤23的傾角變成最小，導致壓縮機在其最小容量下運行。
當旋轉斜盤23的傾角為最小時，閥30與定位面35相接觸。閥30上的凸臺靠在定位面35上，使得吸入通道34與吸入室131斷開。閥30隨旋轉斜盤23的傾角的變化滑動。因此，當旋轉斜盤23的傾角減小時，閥30使從吸入通道34至吸入室131的氣流通道的橫斷面面積逐漸減小。這使從吸入通道34進入吸入室131的制冷劑氣體量逐漸減少。因此從吸入室131吸入氣缸孔111內的制冷劑氣體量也逐漸減少。結果壓縮機的容量逐漸減小。隨之排除壓力逐漸降低。從而逐漸降低了壓縮機的負載扭矩。在這種方式下，壓縮機的負載扭矩在短時間內不發牛顯著變化。伴隨負載扭矩波動而產牛的振動也因此而減少。
如圖6和7所示，頂著定位面35的閥30的凸臺防止旋轉斜盤23的傾角變得比預定的最小傾角更小。這個凸臺也使吸入通道34與吸入室131斷開。這使從外部制冷回路45到吸入室131的氣流停止，因而停止了回路45和壓縮機之間的制冷劑氣體的循環。吸入通道34內極低的氣體壓力可引起蒸發器48的溫度下降至霜可形成的溫度。然而，在此情形下，壓縮機在最小容量狀態下運行，并且外部制冷回路45和壓縮機間的氣體循環停止。這防止在蒸發器48內結霜。
旋轉斜盤23的最小傾角比零度稍大一些。零度是指當旋轉斜盤23與驅動軸18的軸線相垂直時，旋轉斜盤的傾斜角度。因此，即使在旋轉斜盤23的傾角為最小的情形下，制冷劑氣體也能從氣缸孔111排至排出室132，使壓縮機在最小容量狀態下運行。從氣缸孔111排到排出室132的制冷劑氣體通過供給通道41吸入曲柄室121。曲柄室121內的制冷劑氣體通過壓力釋放通道40、壓力釋放孔301和吸入室131被吸回到氣缸孔111內。也就是，當旋轉斜盤23的傾角為最小時，制冷劑氣體經過排出室132、供給通道41、曲柄室121、壓力釋放通道40、壓力釋放孔301、吸入室131和氣缸孔111而在壓縮機內循環。此制冷劑氣體的循環使得包含在氣體中的潤滑油得以潤滑壓縮機內的每一個滑動部分。
當壓縮機在最小容量狀態下運行時，換言之，當旋轉斜盤23的傾角為最小時，容量壓力下降。彈簧54有一個比預定直更大的力。也就是，以下述方式確定彈簧力的幅度，即當壓縮機在最小容量狀態下運行時，彈簧54的力和單向閥52下游的壓力(與外部制冷回路45相連接區域的壓力)之和要大于單向閥52上游的壓力(與排出室132相通區域的壓力)。因此，在旋轉斜盤23的傾角為最小的情形下，閥體521關閉閥孔134，由此，使排出室132與外部制冷回路45斷開。
當旋轉斜盤的傾角從圖6和圖7所示的狀態開始增加時，彈簧31的力逐漸推動閥30，使其遠離定位面35。這逐漸加大了從吸入通道34至吸入室131的氣體流動的橫斷面面積。于是，從吸入通道34進入吸入室131的制冷劑氣體量就逐漸增加。因此，從吸入室131吸入氣缸孔111的制冷劑氣體量也逐漸增加。相應地，壓縮機的容量也逐漸增大。壓縮機的排出壓力逐漸提高，且壓縮機的負載扭矩也逐漸增大。在此情況下，壓縮機的負載扭矩在短時間內不會出現顯著變化。因而伴隨負載扭矩波動而出現的振動也就減少了。
當壓縮機的排出壓力隨旋轉斜盤23傾角的增大而增加時，單向閥52的上游壓力變得大于單向閥52下游壓力與彈簧54的力的總和。因此，當旋轉斜盤23的傾角大于最小傾角時，閥體521打開閥孔134，以便允許排出室132的制冷劑氣體通過排出通道133排到外部制冷回路45。
若停止發動機E，壓縮機也就停止工作(即旋轉斜盤23的轉動停止)，并且控制閥42中的螺線管43退磁。在此狀態下，旋轉斜盤23的傾角如圖7所示是最小的。如果壓縮機繼續這種不運作狀態，壓縮機內的壓力就會變得均勻，而旋轉斜盤23借助彈簧28的彈力保持在最小傾角下。因此，當發動機E再一次啟動時，壓縮機在旋轉斜盤處于最小傾角、扭矩最小的情形下開始運行。從而使由壓縮機啟動而引起的振蕩變為最小。
依據前面提到的日本未審查專利公報No.7-127566中的壓縮機閥，根據作用在閥體一端的排出壓力與作用在閥體另一端的吸入壓力之間的壓差，有選擇地打開或關閉連接排出室和外部制冷回路的排出通道。因此，當排出壓力和吸入壓力之間的壓差大時，排出室內的高壓氣體通過閥體周邊與包容閥體的腔室內壁之間的間隙泄漏到吸入壓力區域。
在前述壓縮機中，與在背景部分所述的現有技術中的壓縮機不同，排出通道133簡單地將排出室132和外部制冷回路45連接起來。位于排出通道133內的單向閥52根據作用在單向閥52的上游端的壓力與作用在單向閥52的下游端的壓力之間的壓差，有選擇地打開或關閉排出通道133。也就是說，圖1中的壓縮機是這樣設計的吸入壓力不作用在單向閥52上。防止了排出室132內的制冷劑氣體泄漏到吸入壓力區域。因此，外部制冷回路45的制冷效率得以提高。
日本未審查專利公報No.7-127566中的壓縮機，有一個被設計成將吸入壓力區的壓力導向閥的通道。該通道使壓縮機的結構和制造變得復雜化。在本發明中，與現有技術不同，僅將單向閥52設置在連接排出室132和外部制冷回路45的排出通道133內。因此，沒必要再形成一個將吸入壓力導向單向閥52的通道。這樣，就簡化了壓縮機的結構，并易于制造。
與回路45中作為熱交換器的冷凝器46和蒸發器48相比，當壓縮機停止運行時，其溫度下降迅速。因此，當壓縮機不運行時，制冷劑易于從外部制冷回路45被吸入壓縮機。若制冷劑被吸入壓縮機，則它液化并滯留在那里。液化的制冷劑稀釋了壓縮機內的潤滑劑，并沖洗了需潤滑的部分。
然而，在本發明中，旋轉斜盤23的傾角為最小時，單向閥52防止外部制冷回路45中的制冷劑漏入排出室132。并且閥30防止回路45中的制冷劑漏入吸入室131。因此，稀釋了的潤滑劑不會滯留在壓縮機內。
當旋轉斜盤23的傾角為最小時，控制閥42中的閥體44打開閥孔421。在此狀態下，制冷劑氣體經過排出室132、供給通道41、曲柄室121、壓力釋放通道40、吸入室131和氣缸孔111在壓縮機內循環。當旋轉斜盤的傾角為最小時，制冷劑氣體從外部制冷回路45到排出室132的回流增加了曲柄室121內的壓力。當旋轉斜盤23的傾角從最小傾角開始增加時，即壓縮機的容量從最小容量開始增加時，曲柄室121內的壓力越低，壓縮機容量的增加就越快。在以上所述實施例中，當旋轉斜盤23的傾角為最小時，單向閥52防止制冷劑氣體從回路45到吸入室131的回流。這保持了曲柄室121內的壓力在一個低的水平，以允許壓縮機快速增加其容量。
下面將參照圖8至圖10描述本發明的第二個實施例。與第一實施例類似或相同的部件用類似或相同的符號表示。
在后殼體13內有一個電磁閥62。閥62位于供給通道41的中間部位。如圖8所示，位于電磁閥62中的螺線管63的勵磁，引起閥體64關閉閥孔621。如圖9所示，螺線管63退磁，引起閥體64打開閥孔621。電磁閥62有選擇地打開或關閉將排出室132和曲柄室121接通的供給通道41。
在蒸發器48附近有一個溫度傳感器49。溫度傳感器49檢測蒸發器48的溫度，并把所檢測的溫度數據傳送到計算機C。計算機C根據來自傳感器49的數據控制電磁閥62內的螺線管63。具體地說，當開關50打開時，若由溫度傳感器49檢測的溫度等于或小于預定溫度，計算機C使螺線管63退磁，打開閥孔621，以防止在蒸發器48內結霜。當開關50關閉時，計算機C使螺線管63退磁，以打開閥孔621。
圖8顯示這樣一個狀態閥62內的螺線管63被勵磁，以借助閥體64關閉閥孔621，因而關閉供給通道41。排出室132內的高壓制冷劑氣體不供到曲柄室121。曲柄室121內的制冷劑氣體通過壓力釋放通道40和壓力釋放孔301進入吸入室131。曲柄室121內的壓力接近吸入室內的低壓力即吸入壓力。這降低了曲柄室121內的壓力與氣缸孔111內壓力之間的壓差。旋轉斜盤23的傾角因而變為最大，壓縮機在最大容量下運行。
當壓縮機在旋轉斜盤的傾角為最大的狀態下運行時，冷卻負載的降低引起外部制冷回路45中的蒸發器48的溫度逐漸下降。當蒸發器的溫度等于或低于霜的形成溫度時，計算機C根據來自溫度傳感器49的檢測信號使螺線管63退磁。如圖9所示，螺線管63的退磁引起閥體64打開閥孔621。這樣通過供給通道41將排出室132內的高壓制冷劑氣體供給到曲柄室121，從而增加曲柄室121內的壓力。曲柄室121內的壓力與氣缸孔111內的壓力之間的壓差因而被增大了。這使旋轉斜盤23從最大傾角向最小傾角移動。于是壓縮機在最小容量下開始運行。關閉開關50，也使螺線管63退磁，從而移動旋轉斜盤23至最小傾角。
在氣缸體11和前殼體12的上部形成有一個排出消聲器551。排出消聲器551包括第一殼體113和第二殼體122。第一殼體113與氣缸體11做成整體，位于氣缸體的周邊上。第二殼體122與前殼體12做成整體，位于前殼體12的周邊上。消聲器室55在第一殼體113和第二殼體122內形成。圓柱形油分離器56與第一殼體113作成一體，位于消聲器室55內。連通通道57使得消聲器室55與排出室132相通。一個狹窄的油通道123使消聲器室55與曲柄室121相通。
在油分離器56內所形成的一個通道與外部制冷回路45相接。與回路45相連的此通道的一部分構成了一個排出通道561。排出通道561內裝有單向閥58。單向閥58包括中空圓柱形閥體59、彈性擋圈60和彈簧61。彈性擋圈60固定在排出通道561的內壁上的一個凹槽內，彈簧61位于閥體59和彈性擋圈60之間。閥體59在排出通道561內沿通道561的軸線滑動。排出通道561的內端構成一個閥孔562。彈簧61向排出通道561的內端的方向即閥孔562關閉的方向推動閥體59。如圖10所示，在閥體59的周邊上形成多個通孔591。單向閥58與第一實施例中的單向閥52具有相同的功能。
從氣缸孔111排出到排出室132的制冷劑氣體通過連通通道57進入消聲器室55。這防止了氣體從氣缸孔111流入排出室132時所引起的振動和噪音。被吸進消聲器室55的制冷劑氣體，如圖8中箭頭P所示，在進入分離器56的內部通道之前，先環繞油分離器56流動。制冷劑氣體推動閥體59，并經過通孔591和閥體59的內部流到外部制冷回路45中。
圍繞油分離器56的制冷劑氣體的環繞運行產生了一個離心效應。此效應將薄霧狀的潤滑劑從制冷劑氣體中分離出來。被分離出的潤滑劑落到消聲器室55的底部。潤滑劑因此順利地從制冷劑氣體中分離出來。防止了潤滑劑同制冷劑氣體一道從壓縮機中排出。消聲器室55底部的潤滑劑通過油通道123供到曲柄室121。結果，潤滑劑就可以潤滑曲柄室121內的相應部位。
第二實施例除了具有第一實施例的優點之外，還有下述優點。
單向閥58安裝在油分離器56中形成的排出通道561內，這簡化了容納單向閥58的排出通道的結構。
按照第二實施例，使用單向閥58消除了所需要的迂回凹槽135。與第一實施例相比，簡化了排出通道的結構。
下面參照圖11(a)和11(b)描述本發明的第三實施例。對于與第一和第二實施例類似或相同的部件用類似或相同的符號表示。
在氣缸體11和前殼體12的上部形成有排出消聲器66。排出消聲器66包括第一殼體113和第二殼體122。第一殼體113與氣缸體11做成整體，位于氣缸體11的周邊上，第二殼體122與前殼體12作成一體，位于其周邊上。消聲器室65被限定在第一殼體113內。連通通道114將消聲器室65與排出室132接通。在第一殼體113內形成有一個排出通道67。排出通道67包括閥室671和排出口672。單向閥68設置在閥室671內。排出口672與外部制冷通道45相通。閥室671在水平方向延伸，其開口與第二殼體122相對。排出口672沿垂直方向延伸，并且其開口在第一殼體113的頂表面上。在第二殼體內形成的通道69使得消聲器室65與閥室671相通。
單向閥68是由殼體70、閥體71、彈簧72和襯套73構成的整體組件。殼體70是一端封閉的中空圓柱形狀。閥體71也是一端封閉的中空圓柱形狀且被包含在殼體70內。閥體71沿殼體70的軸線滑動。彈簧72向殼體70的開口端推動閥體71。襯套73安裝在殼體70的開口端。插入殼體70的襯套73的端部與閥體71接合。在襯套73的另一端形成有法蘭73a。在閥室671的開口端有臺階67a。法蘭73a與臺階67a配合。
單向閥68嵌入閥室671中，同時法蘭73a與臺階67a相配合。法蘭73a則被夾持在第一殼體113和第二殼體122之間。這使單向閥68相對于閥室671固定。襯套73內的閥孔73b使通道69與殼體70的內部相通。在殼體70的周邊上形成多個通孔70a。
第三實施例中的單向閥68與第一、第二實施例中的單向閥52和58具有相同的優點。當壓縮機在最小容量狀態下運行時，如圖11(a)所示，閥體71關閉閥孔73b。當壓縮機在大于最小容量的容量狀態下運行時，消聲器室65的壓力使得閥體71打開閥孔73b。因而消聲器室65內的制冷劑氣體通過通道69、閥孔73b、通孔70a和排出口672流到外部制冷回路45中，如圖11(b)中的箭頭所示。
第三實施例的單向閥68是由多個零件構成的整體部件。因此，在安裝壓縮機時，通過簡單地將預先組成一體的閥68插入腔室671，就可將單向閥68安裝在閥室中。這簡化了單向閥在閥室中的安裝。而且與第一、第二實施例中的單向閥的一部分是在壓縮機的殼體上形成的結構相比較，構成單向閥68的各個零件易于精確地制造起來。因此，比如當閥孔73b關閉時，與閥體71配合的襯套73的內端可以簡單精確地加工。這樣，提高了當閥孔73b關閉時襯套73和閥體71的密封性。
本發明可以適用于例如在日本未審查專利公報No.7-310654中揭示的可變容量壓縮機，這種可變容量壓縮機，在將曲柄室和吸入室連接起來的通道中安裝有電磁閥。
因此，上述例子和實施例僅用于說明本發明，并不構成對本發明的限定。本發明還不限于本文所列舉的實例，在所附權利要求的范圍內，可以進行各種變更。
權利要求
1.一種壓縮機，包括位于曲柄室(121)內且安裝在驅動軸(18)上的凸輪盤(23)、位于氣缸孔(111)內且與凸輪盤(23)相配合的活塞(37)，所述凸輪盤(23)將驅動軸(18)的轉動轉化為活塞(37)在氣缸孔(111)內的改變氣缸孔(111)容量的往復運動，所述活塞(37)對借助于吸入室(131)從單獨的外部回路(45)供至氣缸孔(111)的氣體進行壓縮，并借助于排出室(132)將壓縮氣體排至外部回路(45)中，所述凸輪盤(23)，根據曲柄室(121)內的壓力與氣缸孔(111)內的壓力之間的壓差，在相對于與驅動軸(18)的軸線相垂直的平面成最大傾角的位置和成最小傾角位置之間傾斜，并且所述活塞(37)按照基于凸輪盤(23)的傾角所得的沖程移動，來控制壓縮機的容量，其特征是在排出室(132)和外部回路(45)之間設置一閥(52；58；68)，所述閥(52；58；68)根據作用在閥(52；58；68)上游端的壓力與作用在閥(52；58；68)下游端的壓力之間的壓差有選擇地將排出室(132)與外部回路(45)接通或斷開。
2.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征是，當凸輪盤(23)處于最小傾斜角位置時，所述閥(52；58；68)將排出室(132)與外部回路(45)斷開，使壓縮機的容量達到最小，并且當凸輪盤(23)處于其傾角大于最小傾斜角的位置時，閥(52；58；68)將排出室(132)與外部回路(45)連通。
3.根據權利要求1或2所述的壓縮機，其特征是，由一個排出通道(133；561；67)將排出室(132)和外部回路(45)連通，所述閥(52；58；68)位于排出通道(133；561；67)內。
4.根據權利要求3所述的壓縮機，還包括一個排出消聲器(551；66)，排出消聲器(551；66)防止氣體從氣缸孔(111)流排到排出室(132)時所引起的振動，所述排出通道(561；67)設置在排出消聲器(551；66)的內部。
5.根據前面的任一項權利要求所述的壓縮機，其特征是，所述閥包括僅允許壓縮氣體從排出室(132)被排出到外部回路(45)的單向閥(52；58；68)。
6.根據權利要求5所述的壓縮機，其特征是，所述閥(52；58；68)包括一個閥體(521；59；71)，它可以在第一位置和第二位置之間移動，其中所述閥體(521；59；71)在第一位置處將排出室(132)和外部回路(45)相連，所述閥體(521；59；71)在第二位置處將排出室(132)從外部回路(45)斷開；及將閥體(521；59；71)推向第二位置的裝置(54；61；72)。
7.根據權利要求6所述的壓縮機，其特征是，所述閥(68)包括一個用于安裝所述閥體(71)和所述推動裝置(72)的元件(70；73)，所述閥(68)是具有安裝元件(70；73)、閥體(71)和推動裝置(72)的整體部件。
8.根據權利要求7所述的壓縮機，其特征是，所述壓縮機還包括各自的端面彼此連接在一起的一對殼體(113；122)；和所述閥(68)有一個被端面夾持的法蘭(73a)，使閥(68)固定在殼體(113；122)上。
9.根據權利要求7或8所述的壓縮機，其特征是，所述安裝元件(70；73)包括一個殼體(70)，殼體(70)是中空圓柱形狀，具有一個開口端和與殼體(70)的開口端配合的襯套(73)，所述殼體(70)有一個將殼體(70)內部與外部回路(45)連通的通孔(70a)，所述襯套(73)有一個將殼體(70)的內部與排出室(132)連通的閥孔(73b)和一個插入殼體(70)中以便與閥體(71)相對的內端表面，所述閥體(71)當其位于第二位置時，緊靠在內端表面上，將閥孔(73b)關閉，阻斷閥孔(73b)和通孔(71a)通過殼體(70)內部相連通。
10.根據前述任一權利要求所述的壓縮機，其特征是，還包括一個供給通道(41〕，將排出室(132)與曲柄室(121〕相連通，使氣體可從排出室(132〕傳輸到曲柄室(121〕；一個釋放通道(40；301〕，將曲柄室(121)與吸入室(131)相連通，使氣體能從曲柄室(121)傳輸到吸入室(131)；及控制裝置(42；62)，位于供給通道(41)的中間部位，用于調整從排出室(132)經供給通道(41〕導入曲柄室(121)的氣體量，從而控制曲柄室(121)內的壓力。
11.根據權利要求10所述的壓縮機，其特征是，一閥元件(30)，可以根據凸輪盤(23)的傾角在第一位置和第二位置之間移動，并且在第一位置狀態下，將外部回路(45)與吸入室(131)連通，而在第二位置狀態下，將外部回路(45)與吸入室(131)斷開，所述凸輪盤(23)處于最小傾斜角位置時將閥元件(30)移動到第二位置，從而使壓縮機的容量最小。
12.根據權利要求11所述的壓縮機，其特征是，還包括一個面對閥元件(30)的定位面(35)；所述閥元件(30)具有一端面，當該閥元件(30)定位在第二個位置時該端面緊靠在定位面(35)上；及當所述閥元件(30)定位在第二位置時，所述凸輪盤(23)保持在最小傾斜角的位置上。
13.根據權利要求11或12所述的壓縮機，其特征是，一個氣體循環通道，它包括所述釋放通道(40；301)和供給通道(41)，所述循環通道根據使外部回路(45)與吸入室(131)斷開而形成。
14.根據前述任一權利要求所述的壓縮機，其特征是，一個外部驅動源(E)，直接與驅動軸(18)相連，用來驅動壓縮機。
全文摘要
一種壓縮機，具有位于曲柄室(121)內且安裝在驅動軸(18)上的凸輪盤(23)和與凸輪盤(23)相連且位于氣缸孔(111)內的活塞(37)。活塞(37)對從單獨的外部回路(45)經吸入室(131)供到氣缸孔(111)內的氣體壓縮，并將壓縮氣體經排出室(132)排出到外部回路(45)中。凸輪盤(23)根據曲柄室(121)內的壓力與氣缸孔(111)內的力之間的壓差，在相對于與驅動軸(18)的軸線相垂直的平面間成最大傾角的位置和成最小傾角的位置之間傾斜。活塞(37)根據由凸輪盤(23)傾角所得的沖程移動，控制壓縮機的容量。在排出室(132)和外部回路(45)之間設置的一閥(52；58；68)，根據作用在閥(52；58；68)上游端的壓力與作用在閥(52；58；68)下游端的壓力之間的壓差，有選擇地將排出室(132)與外部回路(45)接通或斷開。
文檔編號F04B49/22GK1168448SQ97110049
公開日1997年12月24日 申請日期1997年3月11日 優先權日1996年3月12日
發明者川口真廣, 園部正法, 水藤健, 深昭哲彥, 永井宏幸, 牧野善洋, 三浦慎太郎 申請人:株式會社豐田自動織機制作所