用于可变排量型的压缩机的控制装置的制作方法

专利名称：用于可变排量型的压缩机的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个控制装置，例如，它构成车辆空调设备中的致冷回路，该控制装置控制可变排量型压缩机中的排量，该压缩机能够根据控制室中的压力改变排量。
背景技术：
这种型式的控制装置包括一个供给通道，一个排放通道和一个排量控制阀，它们被用于可变排量旋转斜盘型压缩机(以后简称压缩机)。在该压缩机中，曲柄箱和排放室通过供给通道连通。曲柄箱和抽吸室通过排放通道连通。排量控制阀根据冷负荷调节供给通道的打开程度。即，压缩机排量的控制通过供给控制实行。
在供给控制情况下，一个固定节流阀安排在排放通道中，以减少通过曲柄箱泄漏到抽吸室的压缩致冷气体的数量，即，防止由于抽吸室中的泄漏致冷气体的二次膨胀造成致冷循环效率的变坏。因此，在液体致冷剂累积在曲柄箱中的情况下，如果压缩机起动，液体致冷剂通过固定节流阀经排放通道从曲柄箱较慢地排出。同时，曲柄箱中大量的液体致冷剂蒸发，曲柄箱中的压力过度上升。因此，在排量控制阀关闭供给通道以后，需要相当长的时间使压缩机的排量增加到一个预定值，换言之，空调设备的起动性能变坏。
为了解决上述问题，考虑下面的结构。如图8A和8B所示，曲柄箱101和抽吸室102不仅通过上述排放通道或一个第一排放通道连通，而且通过一个第二排放通道103连通。一个辅助阀104被安排在第二排放通道103中。辅助阀104通过相对于阀座104a移动柱形阀104b而打开和关闭第二排放通道103。
还是参见图8A和8B，柱形阀104b通过弹簧104c被推动离开阀座104a。曲柄箱101中的压力被加到柱形阀104b，从而柱形阀104b离开阀座104a。在供给通道105中在排量控制阀106和固定节流阀105a之间的致冷剂被引进辅助阀104的反压力室104d。即，柱形阀104b的位置，由弹簧104c的推动力，即曲柄箱101中的压力产生的力和反压力室104d中压力产生的力之间的平衡来确定。
在上述结构中，如果压缩机在液体致冷剂累积在曲柄箱101中的情况下起动，液体致冷剂就蒸发。即使排量控制阀106是完全关闭的，曲柄箱101中的压力也趋向于过升高。另一方面，当排量控制阀106全关闭的时候，在排放室107中的高压致冷剂不被提供给辅助阀104的反压力室104d。因此，反压力室104d中的压力相当小。
在这种情况下，如图8B所示，辅助阀104的柱形阀104b由于弹簧104c的推力而离开阀座104a，第二排放通道103被打开。因此，在其蒸发状态和/或液体状态，曲柄箱101中的液体致冷剂通过第二排放通道103被排放到抽吸室102。因此，当排量控制阀106完全关闭的时候，曲柄室101中的压力迅速减少。由此，压缩机的排量迅速增加。
如果空调设备起动且车辆分隔间的温度低于一个预定温度，排量控制阀106被打开。这时，排放室107中的高压致冷剂进入辅助阀104的反压力室104d。因此，反压力室104d中的压力升高，如图8A所示，柱形阀104b与阀座104a接触抵住弹簧104c。由此，曲柄箱101和抽吸室102被阻塞。因此，不仅由排放室107到曲柄室101的压缩致冷气的数量被减少，而且从曲柄箱101到抽吸室102的压缩致冷气体的数量也被减少，致冷循环的效率的变坏被防止。
在上述结构中，如图8A和8B所示，辅助阀104通过相对于阀座104a移动柱形阀104b而打开和关闭第二排放通道103。因此，如果压缩机在车辆运动中振动，与阀座104a接触的柱形阀104b就离开阀座104a，第二排放通道103打开。因此，压缩机的排量控制是不稳定的。

发明内容
本发明涉及一个用于可变排量型压缩机中的控制装置，其中，空调设备的令人满意的起动性能与高水平的压缩机排量控制的稳定性相一致。
本发明具有下面的特点。控制设备控制用于空调设备的可变排量型压缩机的排量。压缩机具有一个抽吸压力区，一个排放压力区和一个在壳内的曲柄箱。排量根据曲柄箱中的压力是可变的。控制装置包括一个第一通道，一个第二通道，一个第三通道，一个排量控制阀和一个辅助阀。第一通道形成在壳中并与排放压力区相通。第二通道形成在壳中并与抽吸压力区相通。第三通道形成在壳中并与曲柄箱相通。排放控制阀安排在第一通道中以便调节第一通道的打开程度。辅助阀安排在抽吸压力区和壳中的曲柄箱之间，并连接第一通道和第二通道到第三通道。辅助阀具有一个阀室，一个柱形阀和一个推动装置。阀室形成在壳中。阀室具有一个内表面。柱形阀被放在阀室之中以便相对于内表面滑动，在内表面上第三通道打开着。柱形阀分隔阀室成第一压力室和一个第二压力室，连通第一压力室和第一通道，连通第二压力室和第二通道。推动装置安排在阀室中以便朝向第一压力室推动柱形阀。通过在第一压力室和第二压力室之间的压差移动柱形阀而使第三通道与第一压力室和/或第二压力室连通，压差根据第一通道打开程度而变化。


本发明的新颖性特点在所附权利要求中陈述。本发明的目的和优点通过下面结合附图对最佳实施例的描述可以更好地被理解。
图1是本发明的最佳实施例的可变排量旋转斜盘型压缩机的纵截面视图；图2是本发明的最佳实施例的可变排量旋转斜盘型压缩机的控制装置中使用的排量控制阀和辅助阀的一种状态的纵截面视图；图3是本发明最佳实施例的可变排量旋转斜盘式压缩机的控制装置中使用的辅助阀的另一种状态的纵截面视图；图4是本发明另一实施例的可变排量旋转斜盘型压缩机的控制设备中使用的辅助阀的纵截面视图；图5是本发明的另一实施例的可变排量旋转斜盘型压缩机的控制装置中使用的辅助阀的纵截面视图；图6是本发明另一实施例的可变排量旋转斜盘型压缩机的控制装置中使用的辅助阀的纵截面视图；图7是本发明的另一实施例的可变排量旋转斜盘型压缩机的控制装置中使用的辅助阀的纵截面视图；图8A是现有技术压缩机中使用的控制设备的辅助阀的一种状态的纵向截面视图；图8B是现有技术压缩机中使用的控制设备的辅助阀的另一状态的纵截面视图。
具体实施例方式
一种本发明最佳实施例的车辆空调设备中使用的可变排量旋转斜盘型压缩机的控制装置将结合图1至3进行描述。
首先参照图1对可变排量旋转斜盘式压缩机(以后简称压缩机)进行描述。图1的左边是前边，图1的右边是后边。压缩机的外壳11包括一个前外壳12和一个后外壳13，每一个是一个外壳部件。前外壳12和后外壳13通过一组贯穿螺栓彼此固定连接，它们未做图示。一个气缸座14安排在前外壳12和后外壳13之间形成的空间中，即气缸座14被插入前外壳12一侧上的空间中。一个阀片组件15插在前外壳12和气缸座14的前侧面之间。气缸座14和阀片组件15通过螺栓16固定到前外壳12上。
继续参见图1，曲柄箱17作为一个控制箱安排在后外壳13中。驱动轴18通过前外壳12，气缸座14和后外壳13支持，以便在曲柄箱17中旋转。驱动轴18通过接收动力的动力传动机构PT可操作地与作为车辆驱动源的发动机E相连，由此接收动力并转动。在本实施例中，动力传送机构PT是一个无离合器型机构，其中发动机E与压缩机连续连接，例如，具有一个皮带和一个皮带轮。
在曲柄箱17中，突耳片19被安装固定到驱动轴18上，与驱动轴18一起整体转动。一个旋转斜盘20通过曲柄箱17中的驱动轴18支持，以便相对于驱动轴18滑动并向驱动轴18的旋转轴倾斜。铰合机构21被插在突耳片19和旋转斜盘20之间。由此，旋转斜盘20与突耳片19和驱动轴18同步转动同时相对于驱动轴18的转动轴倾斜。
气缸座14具有一组气缸孔14a，虽然只有一个气缸孔14a在图1中示出。一个单头活塞(以后简称活塞)被安排在每个气缸孔14a中以便往复移动。每个活塞22通过一对滑瓦23与旋转斜盘20的外周啮合。因此，驱动轴18的转动运动通过旋转斜盘20和滑瓦(shoe)23可以被转换成每个活塞22的往复运动。
在每个气缸孔14a的前侧，一个压缩小室24形成在阀片组件15和对应的活塞22之间。作为抽吸压力区的抽吸室和作为排放压力区的排放室26，每一个安排在前外壳12和阀板组件15之间。
根据活塞22从顶部死点到底部死点的移动，通过推动阀板组件15上形成的抽吸阀28，抽吸室25中的致冷气体通过阀板组件15上的抽吸口27被抽进压缩室24。根据活塞22从底部死点到顶部死点的运动，抽进压缩室24的致冷气体被压缩到一个预定压力，并通过推动形成在阀片组件15上的排放阀30，经过阀片组件15上形成的排放口29被排放进排放室26。
现在参考图1和2描述压缩机的控制装置。在压缩机的外壳11中，有第一排放通道31和一个供给通道32。曲柄箱17和抽吸室25通过第一排放通道31相连通。一个固定节流阀31a被安排在第一排放通道31中。排放室26和曲柄箱17通过供给通道32连通。排量控制阀33被安排在靠近后外壳13的外圆周附近的供给通道32中。
排放室26中的比较高的压力的排放气体通过供给通道32流进曲柄箱17，而在曲柄箱17中的气体通过第一供给通道31流出曲柄箱17。流进和流出曲柄箱17的气体的数量之间的平衡，是根据冷负荷，通过排量控制阀33改变供给通道32的打开程度进行控制的。由此，曲柄箱17中的压力被确定。根据曲柄箱17中的压力的变化，加于活塞22上的，在曲柄箱17和压缩室24之间的压差被改变。由此，旋转斜盘20相对于驱动轴18的旋转轴的垂直平面的倾斜角被改变。因此，活塞22的行程距离，即压缩机的排量被调节。
例如，当曲柄箱17中的压力减小，旋转斜盘20的倾斜角增加，由此而增加了压缩机的排量。当通过旋转斜盘20的后表面和突耳片19的前表面之间接触调整旋转斜盘20的倾斜度的时候，如图1中实线所示，旋转斜盘处在最大倾斜角中。
恰好相反，当曲柄箱17中的压力增加，旋转斜盘20的倾角减小，由此减小了压缩机的排量。当旋转斜盘20的倾角通过安排在驱动轴18周围的，作为调整旋转斜盘20的最小倾角的装置的弹簧34调节的时候，如图1中两条虚线所示，旋转斜盘20处在最小倾角状态。
现在参考图1描述致冷回路。车辆空调设备的致冷回路或致冷循环包括上述压缩机和一个外部致冷回路35。外部致冷回路35包括一个凝汽室36，一个膨胀阀37和一个蒸发器38。
如图2所示，第一压力监测点P1设置在排放室26中。第二压力监测点P2与靠近致冷通道中的凝汽室36的第一压力监测点P1以预定距离隔开。节流阀39安排在致冷通道中的第一压力监测点P1和第二压力监测点P2之间。因此，排放到致冷回路中的致冷剂的流速导致第一压力监测点P1和第二压力监测点P2之间的压差。
如图2所示，第一监测点P1和排量控制阀33通过第一压力检测通道51连通。第二监测点P2和排量控制阀33通过第二压力检测通道52连通。
现在参考图2描述排放控制阀33。排量控制阀33具有一个阀体41，一个压力敏感机构42，一个电磁启动器43和一个阀外壳44。阀体41调节供给通道32的打开程度。压力敏感机构42可操作地与图2上部的阀体41连接。电磁启动器43可操作地与图2下部的阀体41连接。阀体41，压力敏感机构42和电磁启动器43被提供在阀外壳44中。阀孔44a构成阀外壳44中的供给通道32的一部分。在阀孔44a的开口端上阀外壳44形成一个阀座44b。当阀体41在图2中向下移动，离开阀座44b的时候，阀孔44a的打开程度增加。相反，当阀体41在图2中向上运动，接近阀座44b的时候，阀孔44a的打开度减少。
压力敏感机构42包括一个压力敏感室42a和一个感压箱(bellows)42b。压力敏感室42a安排在图2所示阀外壳44中的上部。作为压力敏感元件的感压箱42b安排在压力敏感室42a中。在压力敏感室42a中，具有第一压力监测点P1的压力的致冷剂通过第一压力检测通道51进入感压箱42b的里面。在压力敏感室42a中，具有第二压力监测点P2的压力的致冷剂，通过第二压力检测管道52进入感压箱42b的外面。
电磁启动器43包括一个定子铁心43a，一个可动铁心43b和一个线圈43c。阀体41可操作地与可动铁心43b连接。驱动电路82根据空调设备的电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)的指令，按照冷负荷，给线圈43c供电。按照驱动电路供给线圈43c的电力的大小，在定子铁芯43a和可动铁心43b之间产生电磁力。由此，动铁心43b被定子铁芯43a吸引。因此，电磁力通过可动铁心43b被传送给阀体41。供给线圈43c的电力的大小是通过调整加于线圈43c上的电压控制的。脉冲宽度调制控制或PWM控制适用于调节该施加电压。
上述排量控制阀33的操作特点将结合图2进行描述。在排量控制阀33中，阀体41的位置或阀体41的打开程度是按下述方式确定的。
首先，当没有给线圈43c供电的时候，或当电力占空率完全是零百分数的时候，阀体41，通过由感压箱42b的弹性产生的向下的推力而被置于图2中最下面的位置。因此，阀孔44a的打开度变成最大值。从而，在该条件下，曲柄箱17的压力也变到曲柄箱17中压力的最大值。加于活塞22上的曲柄箱17和压缩室24之间的压差比较大。这时，旋转斜盘20的倾角，相对于驱动轴18的旋转轴的垂直平面变成最小倾角。由此，压缩机的排量变成最小值。
其次，当电力被供给排量控制阀33中的线圈43c的时候，或者说，当电力占空率大于占空率变化范围中的最小占空率或零百分数的时候，加到动铁心43b上的电磁力向上操作图2中的阀体41。同时，由加在感压箱(bellows)42b上的压差产生的压力向下操作图2中的阀体41。同时，由感压箱(bellows)42b的弹性产生的推力向下操作图2中的阀体41。阀体41由向上的和向下的力之间的平衡而确定位置。
例如，当发动机E的旋转速度减少和致冷回路中致冷剂的流速减少的时候，由压差产生的，加于阀体41的感压箱42b的压力减小。因此，在图2中，阀体41向上移动。由此，阀孔44a的打开度减小，曲柄箱17的压力减小。这时，旋转斜盘20的倾角增加，压缩机的排量增加。当压缩机的排量增加的时候，致冷回路中的致冷剂的流速也增加，压差增加。
相反，当发动机E的旋转速度增加，致冷回路中的致冷剂的流速增加的时候，由压差产生的加于阀体41的感压箱42b的压力就增加。由此，在图2中阀体41向下移动。由此，阀孔44a的开度增加，曲柄箱17中的压力增加。这时，旋转斜盘20的倾角减少，压缩机的排量减少。随着压缩机的排量减少，致冷回路中的致冷剂的流速也减少，压差变小。
同时，当加于阀体41的电磁力通过增加供给线圈43c的电力的占空率而增加的时候，图2中阀体41向上移动，阀孔44a的开度减小。由此，压缩机的排量增加。因此，致冷回路中的致冷剂的流速增加，压差也增加。
相反，当加于阀体41的电磁力通过减小供给线圈43c的电力的占空率而减小的时候，图2中阀体41向下移动，阀孔44a的开度增加。由此，压缩机的排量减少。因此，致冷回路中致冷剂的流速减少，压差也减小。
即，压力敏感机构42根据压差的变化对阀体41自动定位，其方式是，排量控制阀33保持由供给线圈43c的电力的占空比确定的压差或目标压差。同时，目标压差通过调整供给线圈43c的电力的占空比而不均一地变化。
现在参考图1到图3描述控制装置的辅助控制机构。压缩机的曲柄箱17和抽吸室25通过第一排放通道31连通。再有，压缩机的曲柄箱17和抽吸室25通过第二排放通道61连通。第二排放通道61安排在外壳11中，以便通过前外壳12和后外壳13之间的端表面。辅助阀62用于打开和关闭前外壳12和后外壳13的端表面上的第二排放通道61。
即，在前外壳12和后外壳13的前端表面13a之间的前外壳12的外圆周部分中，一圆形阀室63在其横截面中形成。一个具有底座的柱形阀64安排在阀室63中，以便相对于阀室63的内圆周表面63b滑动。柱形阀64在其第一位置和其第二位置之间可以移动，在其第一位置，柱形阀64与图2所示后外壳13的前端表面13a接触，在其第二位置，柱形阀64与图3所示前外壳12侧上的阀室63的底部表面63a接触。通过把柱形阀64安排到阀外壳63中，第一压力室65和第二压力室66就形成。第一压力室65形成在如图3所示的柱形阀64的一个运动方向中的阀室63的右边。第二压力室66形成在如图2所示柱形阀64的运动的另一方向中的阀室63中的左边。
第一压力室65和排放室26通过第一通道67连通，第一通道67是排放室压力区侧的通道。第一通道67通向阀室63中后外壳13的前端表面13a。第一通道67构成供给通道32的一部分。排量控制阀33安排在第一通道67中。即，在比排量控制阀33调节供给通道32中阀体41的打开度的位置更下游的位置上的致冷剂进入辅助阀62的第一压力室65。
第二压力室66和抽吸室25通过第二通道68连通，第二通道68是在抽吸室压力区侧的通道。第二通道68通向阀室63的底部表面63a。第二通道68构成第二排放通道61的下游侧。阀室63和曲柄箱17通过第三通道69连通，第三通道69是在控制室压力区侧的通道。第三通道69通向阀室63的内圆周表面63b，它相对于阀室63中的柱形阀64滑动。第三通道69构成供给通道32的下游侧的一部分和第二排放通道6 1的上游侧。即，第三通道69在供给通道32和第二排放通道61之间被分摊。
第一连通孔70被形成在柱形阀64的第一压力室65一侧上。第一连通孔70与第一压力室65连通，并通向柱形阀64的外圆周表面64a。第二连通孔71形成在柱形阀64的第二压力室66一侧上。第二连通孔71与第二压力室66连通，并通向柱形阀64的外圆周表面64a。一个作为密封元件的密封圈，安排在第一通讯孔70的第一开口70a和第二通讯孔71的第二开口71a之间的柱形阀64的外圆周表面64a上。安排在柱形阀64的外圆周表面64a上的密封圈72与阀室63的内圆周表面63b接触，由此产生第一开口70a和第二开口71a之间的密封，或第一压力室65和第二压力室66之间的密封。
如图2所示，在柱形阀64位于第一位置的情况下，密封圈72安排在相对于第三通道69的第三开口69a的第一压力室65的一侧上，第二连通孔71的第二开口71a与第三通道69的第三开口69a连通。因此，曲柄箱17和抽吸室25通过第二排放通道61连通，它包括第三通道69，第二连通孔71，第二压力室66和第二通道68。
在柱形阀64位于第一位置的状态下，第一连通孔70的开口70a被阀室63的内圆周表面63b关闭。因此，第一压力室65和曲柄箱17之间的连通被阻塞。即，供给通道32被阻塞。
如图3所示，在柱形阀64位于第二位置的情况下，密封圈72安排在相对于第三通道69的第三开口69a的第二压力室66的一侧上，而第一连通孔70的第一开口70a与第三通道69的第三开口69a连通。因此，排放室26和曲柄室17通过供给通道32连通，它包括第一通道67，第一压力室65，第一连通孔70和第三通道69。
在柱形阀64位于第二位置的情况下，第二连通孔71的第二开口71a通过阀室63的内圆周表面63b关闭。因此，在第二压力室66和曲柄箱17之间的连通被阻塞。即，第二排放通道61被阻塞。
作为一个推动装置的螺旋弹簧73被安排在阀室63的底表面63a和第二压力室66的柱形阀64之间。弹簧73朝向第一压力室65推动柱形阀64。即，柱形阀64的位置，由弹簧73的推力，进入第二压力室66的抽吸室25中的压力产生的力，第一压力室65中压力产生的力之间的平衡来确定。
现在参考图2和3描述辅助阀62的操作特点。如果在车辆发动机E停止以后经过一个预定时间，则致冷回路中的压力在较低压力下是均等的。因此，在辅助阀62中，压力室65中的压力等于第二压力室66中的压力。这时，柱形阀64通过弹簧73的推力而处于图2中所示第一位置，第二排放通道61被打开。
一般，在车辆空调设备的压缩机中，如果在发动机E停止许多小时的情况下液态致冷剂存在于外部致冷回路35中，由于曲柄箱17和抽吸室25通过第一排放通道31和第二排放通道61连通，液体致冷剂就通过抽吸室25流进曲柄箱17。特别是，当车辆隔间中的温度较高而放置压缩机的发动机室中的温度较低的时候，大量的液体致冷剂通过抽吸室25流进曲柄室17并保留在这里。
因此，当其动力传输机构PT是无离合器型机构的压缩机由于发动机E的起动而被驱动的时候，旋转斜盘20的旋转和发动机产生的热量搅动液体致冷剂。因此，液体致冷剂被蒸发。因此，曲柄箱17中的压力趋向于过升高而与排量控制阀33中的供给通道32的打开程度无关。
不过，在上述最佳实施例中，如果车辆隔间中的温度相当高，空调设备ECU81控制驱动电路82提供给线圈43C以最大占空比的电力，这样，在发动机E起动的时刻，排量控制阀33的目标压差力最大。因此，如图2所示，排量控制阀33被完全关闭。即，在排放室26和辅助阀62中的压力室65之间的连通被移动控制阀33阻塞。因此，第一压力室65中的压力保持等于第二压力室66中的压力。
因此，柱形阀64通过弹簧73的推力保持在第一位置，曲柄箱17中的液体致冷剂在其蒸发状态和/或其液体状态中，通过第一排放通道31和第二排放通道61快速排放到抽吸室25中。因此，在排量控制阀33被安全关闭以后，曲柄箱17中的压力被迅速减小。即，压缩机的排量由于快速增加旋转斜盘20的倾角而变得最大。
因此，当压缩机被操作，排量控制阀33完全关闭的时候，第二排放通道61通过辅助阀62打开。因此，即使，由于活塞的磨损，从汽缸内径14a到曲柄箱17的漏气量比最初设计的漏气量增加了，漏气通过第一排放通道31和第二排放通道61被迅速排放到抽吸室25。因此，曲柄箱17中的压力保持等于抽吸室25中的压力，旋转斜盘20的最大倾角，即在其最大排量下的压缩机的运行被可靠地保持着。
如果由于在空调设备起动后瞬间压缩机在最大排量下运行而使车辆隔间中的温度低于一个预定温度，则空调设备ECU81控制驱动电路82提供给线圈43C一个小于最大电力占空比的电力占空比。因此，排量控制阀33打开，排放室26通向辅助阀62的第一压力小室65。从而，第一压力室65中的压力变得高于抽吸室25中的压力或高于第二压力室66的压力。
这时，如图3所示，柱形阀64抵抗弹簧73的推动力朝向第二位置移动。因此，排放室26和曲柄箱17之间的供给通道32被打开而第二排放通道61的连通被阻塞。即，供给通道32被打开，进入曲柄箱17的气体的量增加，从曲柄箱17释放到抽吸室25的气体的量明显减少。因此，曲柄箱17中的压力迅速上升，压缩机迅速减小旋转斜盘20的倾角，由此减少了它的排量。
如上所述，当压缩机运行的时候，当排量控制阀33的供给通道32被打开的时候，辅助阀62阻塞了第二排放通道61的连通通道。因此，通过曲柄箱17从排放室26漏入抽吸室25的压缩致冷气体的量减少。由于抽吸室25中泄漏的致冷气体的二次膨胀引起的致冷循环的效率的变坏被防止。
在目前的最佳实施例中，下面的效果可以被获得。
(1)第二排放通道61通过辅助阀62的柱形阀64打开和关闭，而柱形阀64在第三通道69的第三开口69a上移动。因此，即使柱形阀64离开辅助阀62阻塞第二排放通道61连通的第二位置，第二排放通道61也不被柱形阀64打开，直到柱形阀64移动预定距离并打开第三通道69的第三开口69a。因此，即使柱形阀64在第二位置上朝第一压力室65移动某个范围，例如，是由于车辆运动引起压缩机的振动，第二排放通道61也不打开。因此，压缩机的排量控制是稳定的。
(2)例如，现有技术图8A和8B中所示辅助阀104，根据进入反压力室104d的致冷剂的压力，即排量控制阀106和供给通道105中固定节流阀105a之间空隙中的压力，和加于柱形阀104b的曲柄箱101中的压力之间的压差进行操作。换言之，辅助阀104，根据排量控制阀106开，闭产生的固定节流阀105a的一边和另一边之间的压差的轻微起伏而被操作。因此，难于调节弹簧104c的弹力。
同时，当排量控制阀106打开的时候，在固定节流阀105a的一侧和另一侧之间的压差相当小。因此，弹簧104c要求有较小的弹力。为了保证通过较小弹力的弹簧104c使柱形阀104b有一个预定的行程距离，弹簧104c的直径就要增加。即，辅助阀104的尺寸变得比较大。
不过，根据本实施例的辅助阀62的操作是根据朝着排量控制阀33调节供给通道32的开度的位置，进入第一压力室65的致冷气体的向下压力，和抽吸室25中，进入第二压力室66的致冷气体的压力之间的压差进行操作的。因此，由排量控制阀33的开闭引起的在第一压力室65和第二压力室66之间的压差的波动变得相当大。因此，调整弹簧73的弹力变得很容易。
同时，由于排量控制阀33打开的时候，第一压力室65和第二压力室66之间的压差增大，则具有较大弹力的弹簧73被采用。具有较大弹力的弹簧73的直径容易被减小。因此，辅助阀62小型化，在压缩机的外壳11中安装辅助阀62变得容易。
再者，在第三通道69中不需要产生加于柱形阀64上压差的固定节流阀105a，如图8A所示。因此，供给通道32容易加工形成。由此，压缩机的制造成本减低。
(3)在辅助阀62中各部分上致冷气体的泄漏使压缩机的排量控制变坏。例如，如图8A所示，在第二排放通道103的连通被阻塞的情况下，在辅助阀104的柱形阀104b和可滑动地支持柱形阀104b的部件之间的滑动部分，和柱形阀104b和阀座104a之间的一个部分可能泄漏致冷气体。换言之，这两个部分需要高精度的机加工。但是，在本实施例的辅助阀62中，只有在阀室63和柱形阀64之间的滑动部分具有泄漏致冷气体的可能性。因此，辅助阀62的加工成本下降。由此，压缩机具有低的成本。
(4)第三通道69在供给通道32和第二排放通道61之间分摊。因此，控制设备的结构简单，压缩机的制造成本降低。
(5)曲柄箱17和抽吸室25不仅通过第二排放通道61连通，而且也通过第一排放通道31连通，它不经过辅助阀62。因此，当压缩机的排量改变或当第二排放通道61被关闭的时候，从曲柄箱17进入抽吸室25的致冷气体量容易通过改变第一排放通道31的固定节流阀31a的横截面积进行调整。因此，压缩机的排量被以相当高的精度控制。
换言之，例如，当压缩机的排量被改变的时候，代替第一排放通道31的是，通过利用阀室63和柱形阀64之间的滑动部分上的致冷气体的泄漏，致冷气体从曲柄箱17释放到抽吸室25。在这种情况下，本实施例受到所附权利要求的范围的限制。同时，阀室63的内圆周表面63b和柱形阀64的外圆周表面64a需要较高的加工精度。
如果辅助阀62安排得使第一压力室65和第二压力室66之间有致冷气体泄漏，则从排放室26进到曲柄室16的致冷气体的量就减少。因此，和致冷气体一起从排放室26进入曲柄箱17的润滑油的量也减少。这时，曲柄箱17中的润滑油的量趋于减少。
不过，在具有第一排放通道31的本实施例中，当第一压力室65和第二压力室66之间的通道被阻塞的时候，从排放室26进入曲柄箱17的致冷气体的量相对增加。从而在曲柄箱17中的润滑被满意地执行。
特别是在本实施例的辅助阀62的柱形阀64上，密封圈72在第一压力室65和第二压力室66之间进行密封。因此，例如，当柱形阀64在第二位置时，第二排放通道61的连通就被可造地阻塞。通过使用具有密封圈72的第二排放通道61和第一排放通道31，压缩机的排量被进一步高精度地控制，曲柄箱17内部的润滑进一步满意地执行。
(6)辅助阀62的阀室63形成在前外壳12和后外壳13之间的端表面上。因此，在前外壳12与后外壳13连接的同时，阀室63就形成了。因此，把辅助阀62组装在压缩机上的组装性能得到改进。
(7)当柱形阀64在第一位置的时候，第二压力室66和第三通道69通过第二连通孔71连通，连通孔71形成在柱形阀64的里面。当柱形阀64处在第二位置的时候，压力室65和第三通道69通过第一连通孔70连通，第一连通孔70形成在柱形阀64的里面。因此，柱形阀64是这样构成，在柱形阀64的运动方向上的两端，换言之，外圆周表面64a的第一压力室的边上的一部分和外圆周表面64a的第二压力室66的边上的一部分与阀室63的内圆周表面63b接触。因此，柱形阀64的两端通过阀室63的内圆周表面63b引导。由此，柱形阀64稳定地移动。因此，和第一压力室65和第二压力室66直接与通道69连通的结构比较，以后参考图4进行描述的，辅助阀62的运动的可靠性得到改进。
(8)本实施例的压缩机不限于在空调设备中使用的致冷剂。在上述结构中，前外壳12与后外壳13连接而形成压缩机的外壳11。即，两个外壳部件构成外壳11。气缸座14安排在前外壳12和后外壳13形成的空间中。因此，在前外壳12和后外壳13之间的端表面的数目仅仅是2。除了前外壳12和后外壳13，如果气缸座14也是一个外壳部件，则在前外壳12，后外壳13和气缸座14之间的端表面的数目是4。和具有4个端表面的结构比较，只具有两个端表面的结构较有效地防止致冷气体泄漏。换言之，当需要高于压缩机中的flon的压力的二氧化碳用作致冷剂的时候，本实施例的压缩机具有特别的结构优点。
在本实施例中，下面的替换实施例也可以被实施。在最佳实施例中，电力传送机构PT是非离合器型机构。不过，在最佳实施例的替换实施例中，电力传输机构PT是离合器型机构，其发动机E交替地通过外部电力控制与压缩机连接。例如，电磁离合器被采用。
在上述最佳实施例中，密封圈72安装在辅助阀62的柱形阀64上。不过，如图4和图5所示，在最佳实施例的替换实施例中，密封圈72没有安装在柱形阀64上。在上述结构中，辅助阀62的一些零件被减去。由此，压缩机的制造是比较低成本的。在这种情况下，辅助阀62是这样安排，即使得致冷气体强制地在阀室63的内圆周表面63b和柱形阀64的外圆周表面64a之间的滑动部分上泄漏，曲柄室17连续地与抽吸室25连通。这时，第一排放通道31被省略。
在上述最佳实施例中，辅助阀62的柱形阀64具有第一连通孔70和第二连通孔71。不过，如图4至7中所示，第一连通孔70和第二连通孔71没有形成在柱形阀64上。此外，当柱形阀64处在第二位置的时候，第三通道69直接通向第一压力室65。并且，当柱形阀64在第一位置的时候，第一通道69直接通向第二压力室66。为了使第一压力室65和第三通道69之间，第二压力室66和第三通道69之间直接连通，在第一压力室65一侧和第二压力室66一侧上的柱形阀64的直径，要比在第一压力室65一侧和第二压力室66一侧之间中部上的柱形阀的直径要小。在这种情况下，柱形阀64不要求形成连通孔70和71。因此，辅助阀62的制造成本降低。
在上述最佳实施例中，弹簧73的一端被容纳在柱形阀64中的圆柱空间中。不过，如图5所示，在最佳实施例的替换实施例中，第二压力室66的一侧上的柱形阀64是圆柱形的，弹簧73的一端安排在柱形阀64的外圆周一侧上。在这种结构中，由于柱形阀64的一部分起着弹簧73的心的作用，弹簧的状态是稳定的，柱形阀稳定地移动。
在最佳实施例的替换实施例中，如图6所示，连通孔75形成在辅助阀62的柱形阀64中。这时，第一压力室65和第二压力室66通过第三连通孔75连续连通。在这种结构中，曲柄箱17和抽吸室25通过辅助阀62连续连通。因此，压缩机的排放控制结构由于消除了第一排放通道31而被简化。和致冷气体在阀室63的内圆周表面63b和柱形阀64的外圆周表面64a之间泄漏的结构进行比较，从曲柄箱17进入抽吸室25的致冷气体的量容易被调节。
根据上述最佳实施例的辅助阀62，当排放控制阀33完全关闭的时候，柱形阀64安排在第一位置，第二排放通道61被打开。另一方面，当排放控制阀33打开的时候，柱形阀64置于第二位置，第二排放通道61的通道被阻塞。即，辅助阀62这样构成，使得柱形阀在第一位置和第二位置之间转换其位置。
在最佳实施例的替换实施例中，当排放控制阀33的供给通道32在其完全关闭的位置和其完全打开的位置之间的中间打开程度上打开的时候，如图7所示弹簧73的弹力被调整，使得密封圈72安排在第三通道69的开口69a上。在这种状态下，第一压力室65和第二压力室66通过第三通道69连通。同时，柱形阀64的外圆周表面64a具有在第一压力室65一侧上的一个第一区域64b和一个相对于密封圈72的在第二压力室66的一侧上的第二区域64c。第一区域64b和第二区域64c的形成，使得从密封圈72的位置朝向第一压力室65和第二压力室66变成锥形。
因此，在图7所示状态中，如果排放控制阀33增加供给通道32的打开程度，柱形阀64就朝第二压力室66移动。因此，在第一压力室65和第三通道69的开孔69a之间的通道的第一横截面面积增加，在第二压力室66和第三通道69的开口69a之间的通道的第二横截面面积减小。这时，压缩机的排量减少。
相反，在图7所示情况下，如果排量控制阀33减小供给通道32的开度，柱形阀64就朝第一压力室65移动。因此，在第一压力室65和第三通道69的开口69a之间的通道的第一横截面面积减小，在第二压力室66和第三通道69的开口69a之间的通道的第二横截面面积增加。这时，压缩机的排量增加。
如上所述，在本替换实施例中，当压缩机的排量改变的时候，不仅排量控制阀33调节供给通道32的打开程度(所谓输入控制)，而且辅助阀62也调节第二排放通道61的打开程度(所谓输出控制)。因此，压缩机的排量响应得到改进。
因此，本例和实施例被认为是说明性的而不是限制性的，本发明不限于这里给出的细节，它可以在所附权利要求书的范围内进行修改。
权利要求
1.一种空调设备的可变排量压缩机的排量控制装置，压缩机具有一个抽吸压力区，一个排放压力区和一个在外壳中的曲柄箱，排量根据曲柄箱中的压力变化，控制装置包括一个第一通道，它形成在外壳之中，与排放压力区连通；一个第二通道，它形成在外壳之中而与抽吸压力区连通；一个第三通道，它形成在外壳之中而与曲柄箱相连通；一个排放控制阀，它被安排在第一通道之中，用于调节第一通道的打开程度；一个辅助阀安排在抽吸区和外壳中的曲柄箱之间，把第一通道和第二通道连到第三通道，该辅助阀包括一个阀元件，形成在外壳中，阀元件具有一个内表面；一个柱形阀容纳在该阀元件中，以便相对于该内表面作滑动，在该内表面上有第三通道，柱形阀把阀室分成第一压力室和第二压力室，第一通道与第一压力室连接，第二通道与第二压力室连接；一个推动装置安排在阀室中，用于朝向第一压力室推动柱形阀，其中第三通道通过柱形阀的移动而与第一压力室和/或第二压力室连通，柱形阀的移动是由第一压力室和第二压力室之间的压差引起的，压差根据第一通道的打开程度而变化。
2.根据权利要求1的控制装置，进一步包括一个第一排放通道，通过它曲柄室和抽吸压力区相连通，其中第一排放通道不通过辅助阀。
3.根据权利要求1的控制装置，其中辅助阀还包括一个密封件，它被装在柱形阀上，以便在第一压力室和第二压力室之间产生一个密封。
4.根据权利要求1的控制装置，其中第一压力室和第三通道通过柱形阀的内部连通，和/或第二压力室和第三通道通过柱形阀的内部连通。
5.根据权利要求1的控制装置，其中外壳至少具有一个第一外壳部件和一个第二外壳部件，阀室安排在第一外壳部件和第二外壳部件之间的端表面上。
6.根据权利要求1的控制装置，其中压缩机是一个活塞型压缩机，外壳有一个前外壳和一个后外壳，前外壳和后外壳在其中形成一个空间，压缩机具有一个气缸座安排在该空间中，气缸座容纳往复移动的活塞。
7.根据权利要求6的控制装置，其中空调设备用的致冷剂是二氧化碳。
8.根据权利要求1的控制装置，其中柱形阀从第一压力室一侧和第二压力室一侧之间的正中部朝向第一压力室一侧和第二压力室一侧是减小的。
9.根据权利要求8的控制装置，其中柱形阀从正中部朝向第一压力室一侧和第二压力室一侧是锥形的。
10.根据权利要求1的控制装置，其中推动装置安排在柱形阀的外圆周侧。
11.根据权利要求1的控制装置，其中推动装置具有一个端部，该端部安排在柱形阀的内部。
12.根据权利要求1的控制装置，其中第三连通孔形成在柱形阀中，第一压力室和第二压力室通过第三连通孔相连通。
13.根据权利要求1的控制装置，其中第三通道直接与第一压力室或第二压力室连通。
14.根据权利要求1的控制装置，其中柱形阀在两个位置之间转换。
全文摘要
一个控制装置，包括一个第一通道，一个第二通道，一个第三通道，一个排量控制阀和一个辅助阀。排量控制阀安排在第一通道中。辅助阀包括一个阀室，一个柱形阀和一个推动装置。柱形阀可滑动地安排在阀室之中。柱形阀把阀室分成一个第一压力室和一个第二压力室，以便第一压力室与第一通道连通，第二压力室与第二通道连通。推动装置安排在阀室之中以便朝向第一压力室推动柱形阀。第三通道通过柱形阀的移动而与第一压力室和/或第二压力室连通。
文档编号F04B27/14GK1441165SQ0311053
公开日2003年9月10日 申请日期2003年2月17日 优先权日2002年2月18日
发明者今井崇行, 小出达也, 村濑正和 申请人:株式会社丰田自动织机