CN107002648B - 可变容量压缩机 - Google Patents
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Abstract
提供一种能在将第二控制阀组装于压缩机之前进行检查并且能容易地进行配置的可变容量压缩机。可变容量压缩机(100)包括对放压通路(146)的开度进行调节的第二控制阀(350)。在第二控制阀(350)中,区划出阀室(351c)和背压室(351d)的区划构件(351)具有:以包围滑阀(352)的阀部(352b)的方式设置的侧壁(351a);以及与侧壁(351a)的一端侧连接,并供滑阀(352)的轴部(352b)贯穿的端壁(351b)。此外,可变容量压缩机(100)构成为第二控制阀(350)中的区划构件(351)的侧壁的位于和端壁相反一侧的端面(351a1)与阀室(351c)中的位于与背压室相反一侧的壁面抵接,当滑阀(352)的阀部(352b)与上述壁面抵接时,滑阀(352)的承压部(352a)与区划构件的端壁(351b)抵接。
Description
技术领域
本发明涉及一种可变容量压缩机,尤其涉及车用空调系统中使用的可变容量压缩机。
背景技术
在专利文献1中公开一种可变容量压缩机,包括:第一控制阀33,该第一控制阀33对将制冷剂从吐出压力区域向曲柄室供给的压力供给通路的通路截面积进行改变;以及第二控制阀34,该第二控制阀34对用于将制冷剂从曲柄室向吸入压力区域排出的放压通路的通路截面积进行改变。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2011-185138号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1的可变容量压缩机的第二控制阀34中,在第二阀部57的排出室59一侧的端面573与突条541的前端面接触的状态下,第一缺口槽542成为节流通路,但此时,第一阀部56的突条563的前端面需要与排出室59的底面591抵接。也就是说,在专利文献1的第二控制阀中,必须在实际上将第一阀部56、阀座形成环54及第二阀部57收容在缸体11的状态下进行调整第二阀部相对于第一阀部56的嵌合位置的作业。因而,存在无法检查端面573与突条541的前端面的抵接及突条563的前端面与排出室59的底面591的抵接,从而无法判断抵接状态是否正确。
此外,第二控制阀34中的第一阀部56、阀座形成环54及第二阀部57这样的结构是以收容于缸体11为前提的结构,无法从例如缸盖(后外壳13)的开放端(阀板14一侧)收容到缸盖内。也就是说,没有想到配置于缸盖的情况,存在在布局上受到限制这样的问题。
因而,本发明的目的在于提供一种可变容量压缩机,能在将第二控制阀组装于压缩机之前进行检查,并且能容易地配置第二控制阀。
解决技术问题所采用的技术方案
在本发明的可变容量压缩机中,吐出压力区域的制冷剂经由压力供给通路而供给至曲柄室,并且上述曲柄室的制冷剂经由放压通路而排出至吸入压力区域,以进行上述曲柄室内的调压,通过上述曲柄室内的调压,来对吐出容量进行控制,上述可变容量压缩机包括:第一控制阀,该第一控制阀对上述压力供给通路的开度进行调节;以及第二控制阀,该第二控制阀对上述放压通路的开度进行调节,上述第二控制阀具有:背压室,该背压室与上述压力供给通路中的位于上述第一控制阀的下游侧的区域连通;阀室,该阀室通过区划构件而与上述背压室区划开,构成上述放压通路的一部分,并且在位于和上述背压室相反一侧的壁面形成与上述曲柄室连通的阀孔;以及滑阀,该滑阀具有承压部、阀部及轴部,其中,上述承压部配置在上述背压室内,上述阀部配置在上述阀室内,上述轴部以贯穿上述区划构件的方式延伸,并将上述承压部与上述阀部连接,上述可变容量压缩机构成为当上述第一控制阀打开,因上述承压部所受的压力而使上述滑阀朝接近于上述阀孔的方向移动的力比因上述阀部所受的压力而使上述滑阀朝远离上述阀孔的方向移动的力大时,上述阀部与上述阀室的上述壁面抵接,将上述阀孔关闭,以将上述放压通路的开度设为最小,当上述第一控制阀关闭,因上述承压部所受的压力而使上述滑阀朝接近于上述阀孔的方向移动的力比因上述阀部所受的压力而使上述滑阀朝远离上述阀孔的方向移动的力小时,上述阀部从上述壁面离开,将上述阀孔打开,以将上述放压通路的开度设为最大,上述区划构件具有:侧壁,该侧壁以包围上述阀部的方式设置;以及端壁,该端壁与上述侧壁的一端侧连接,并形成有供上述轴部贯穿的通孔,上述区划构件定位成使上述侧壁的位于和上述端壁相反一侧的端面与上述阀室的上述壁面抵接,当上述滑阀的阀部与上述阀室的上述壁面抵接时,上述滑阀的上述承压部与上述区划构件的上述端壁抵接。
发明效果
根据上述可变容量压缩机,能在将第二控制阀组装于压缩机之前进行检查,并且能容易地配置第二控制阀。
附图说明
图1是表示适用本发明的可变容量压缩机的图。
图2是表示上述可变容量压缩机所具备的第一控制阀的图。
图3是表示上述第一控制阀的控制特性的图。
图4是表示上述可变容量压缩机所具有的单向阀的图。
图5是表示上述可变容量压缩机所具备的第二控制阀的图。
图6是表示上述第二控制阀中的、滑阀和区划构件的一体结构物的图。
图7是表示将上述第二控制阀预压入(日文:仮圧入)缸盖的状态的图。
图8是表示上述第二控制阀的另一实施例的图。
图9是表示上述第二控制阀的又一实施例的图。
图10是表示上述第二控制阀设置有阻力元件的实施例的图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的实施例进行说明。
图1所示的可变容量压缩机100是无离合器压缩机,包括:缸体101,该缸体101具有多个缸膛101a;外壳102,该外壳102设于缸体101的一端;以及缸盖104,该缸盖104隔着阀板103设于缸体101的另一端。
以将由缸体101和外壳102形成的曲柄室140横穿的方式设有驱动轴110,并在驱动轴110的中心部周围配置有斜板111。斜板111经由连杆机构120而与固定于驱动轴110的转子112连结,并且斜板111的倾角能沿驱动轴110变化。
连杆机构120包括:第一臂112a,该第一臂112a从转子112突出设置;第二臂111a,该第二臂111a从斜板111突出设置;以及连杆臂121,该连杆臂121的一端侧通过第一连结销122连结成能相对于第一臂112a自由转动,另一端通过第二连结销123连结成能相对于第二臂111a自由转动。
斜板111的通孔111b形成为能供斜板111在最大倾角至最小倾角间的范围内倾动的形状。在通孔111b中形成有与驱动轴110抵接的最小倾角限制部。另外,在将斜板111相对于驱动轴110正交时的斜板的倾角设为0°的情况下,通孔111b的最小倾角限制部形成为斜板111的倾角为大致0°。此外,通过使斜板111与转子112抵接,从而对斜板的最大倾角进行限制。
在驱动轴110上以夹着斜板111的方式安装有倾角减小弹簧114和倾角增大弹簧115,其中,上述倾角减小弹簧114将斜板111朝使倾角减小的方向施力,上述倾角增大弹簧115将斜板111朝使倾角增大的方向施力。具体而言,倾角减小弹簧114安装在斜板111与转子112之间,倾斜角增大弹簧115安装在斜板111与固定或形成于驱动轴110的弹簧支承构件116之间。
在此,设定成当斜板111的倾角为最小倾角时,倾角增大弹簧115的施力大于倾斜角减小弹簧114的施力。因而,斜板111在驱动轴110不发生旋转时,斜板111位于倾角减小弹簧114的施力与倾角增大弹簧115的施力的合力为零的规定的倾角(>最小倾角)。上述规定的倾角能设定成为确保通过活塞136进行的压缩动作的最小的倾角范围,例如能设定为1~3度的范围。
驱动轴110的一端贯穿朝外壳102的外侧突出的突出部102a内而延伸到外壳102的外侧,并与未图示的动力传递装置连结。另外,在驱动轴110与突出部102a之间插入有轴密封装置130,曲柄室140的内部与外部空间阻断。驱动轴110与转子112的连结体在径向方向上被轴承131、132支承,在推力方向上被轴承133、推力板134支承。即,驱动轴110能旋转地支承于压缩机的主体。此外,驱动轴110的推力板134一侧的端部与推力板134之间的间隙通过调节螺钉135调节成规定的间隙。此外,驱动轴110通过将来自外部驱动源的动力传递至动力传递装置(未图示),从而使得驱动轴110与动力传递装置的旋转同步地进行旋转。
在缸膛101a内配置有活塞136,活塞136的一个端部朝曲柄室140一侧突出。上述端部在内侧形成有内部空间,在上述空间收容有斜板111的外周部,上述斜板111成为经由一对滑履137而与活塞136连动的结构。因而,因斜板111的旋转,能使活塞136在缸膛101a内往复运动。换言之,斜板111将驱动轴110的旋转转换为活塞136的往复运动。
在缸盖104形成有作为吸入压力区域的吸入室141和作为吐出压力区域的吐出室142,其中,上述吸入室141配置在中央部,上述吐出室142在吸入室141的径向外侧呈环状地将吸入室141包围。吸入室141经由设于阀板103的连通孔103a和形成于吸入阀形成板150的吸入阀(未图示),而与缸膛101a连通。吐出室142经由形成于吐出阀形成板151的吐出阀(未图示)和设于阀板103的连通孔103b而与缸膛101a连通。
外壳102、中心垫圈(未图示)、缸体101、缸垫圈152、吸入阀形成板150、阀板103、吐出阀形成板151、盖垫圈153、缸盖104依次连接,并通过多个贯通螺栓105紧固,以形成压缩机的主体。
缸体101的上部设有消音器。通过盖构件106和形成壁101b隔着未图示的密封构件采用螺栓紧固,从而形成消音器,其中,上述盖构件106形成有吐出端口106a,上述形成壁101b区划形成于缸体101的上部。消音器内的消音器空间143经由连通路144而与吐出室142连接。此外,在消音器空间143中,在连通路144与消音器空间143的连接部配置有吐出单向阀200。通过上述结构,吐出室142通过由连通路144、吐出单向阀200、消音器空间143及吐出端口106a形成的吐出通路,而与空调系统的吐出侧制冷剂回路连接。此外,吐出单向阀200响应于连通路144(上游侧)与消音器空间143(下游侧)间的压力差而动作,在压力差小于规定值的情况下,将连通路144阻断,在压力差大于规定值的情况下,将连通路144释放。
在缸盖104形成有吸入通路,该吸入通路由吸入端口(未图示)、连通路104a构成,上述吸入通路以从缸盖104的径向外侧横穿吐出室142的一部分的方式呈直线状地延伸。此外,吸入室141经由吸入通路而与空调系统的吸入侧制冷剂回路连接。
在缸盖104上还设有第一控制阀300。第一控制阀300收容在缸盖104的、以沿径向延伸的方式形成的收容孔104中。此外,第一控制阀300响应于经由连通路104c导入的吸入室141的压力和由根据外部信号而在螺线管中流通的电流产生的电磁力,来对使吐出室142与曲柄室140连通的压力供给通路145的开度进行调节。藉此,第一控制阀300对吐出压力区域的制冷剂经由压力供给通路145供给至曲柄室140的量进行控制。
另外,在第一控制阀300下游的压力供给通路145配设有后述的单向阀250,单向阀250与第一控制阀300的打开、关闭连动地将压力供给通路145打开、关闭。关于单向阀250及压力供给通路145,将在后文详细叙述。
此外,曲柄室140内的制冷剂经由放压通路146流向吸入室141,其中,上述放压通路146由第一放压通路146a和第二放压通路146b构成,上述第一放压通路146a经过连通路101c、空间101d和形成于阀板103的固定节流孔103c,上述第二放压通路146b经由后述第二控制阀350。即,曲柄室140的制冷剂经由放压通路146排出至吸入压力区域。第二控制阀350内的流路截面积设定得比固定节流孔103c的流路截面积大。
当第一控制阀300及单向阀250关闭时,第二控制阀350将第二放压通路146b释放,放压通路146由第一放压通路146a和第二放压通路146b构成。藉此,曲柄室140内的制冷剂迅速地流入吸入室141,曲柄室140的压力与吸入室141的压力相同,而使斜板的倾角最大,活塞行程(吐出容量)最大。
此外,当第一控制阀300及单向阀250打开时,第二控制阀350将第二放压通路146b封闭,放压通路146仅由第一放压通路146a构成。因而,曲柄室140内的制冷剂流入吸入室141的情况受到限制,而使曲柄室140的压力变得容易上升。此外,因曲柄室140的压力上升,而使斜板111的倾角从最大开始减小。这样,能可变地对活塞冲程进行控制。
像以上所说明的那样,在可变容量压缩机100中,吐出压力区域的制冷剂经由压力供给通路145而被供给至曲柄室140,并且曲柄室140的制冷剂经由放压通路146而被排出至吸入压力区域,从而进行曲柄室140内的调压,通过曲柄室140内的调压来对吐出容量进行控制。此外,可变容量压缩机100包括:第一控制阀300,该第一控制阀300对压力供给通路145的开度进行调节;以及第二控制阀350,该第二控制阀350对放压通路146的开度进行调节。
参照图2及图3对第一控制阀300进行说明。
如图2所示,第一控制阀300包括阀单元和使阀单元进行开闭动作的驱动单元(螺线管)。
阀单元具有圆筒状的阀外壳301,并在阀外壳301的内部沿轴向依次排列形成有第一感压室302、阀室303和第二感压室307。第一感压室302经由形成于阀外壳301的外周部的连通孔301a而与曲柄室140连通。第二感压室307经由形成于阀外壳301的外周部的连通孔301e以及连通路104c而与吸入室141连通。阀室303经由形成于阀外壳301的外周部的连通孔301b而与吐出室142连通。第一感压室302和阀室303能经由阀孔301c连通。在阀室303与第二感压室307之间形成有支承孔301d。
在第一感压室302内配设有波纹管305。波纹管305在处于真空的内部设置有弹簧。上述波纹管305配置成能沿阀外壳301的轴向移位,其具有作为承受第一感压室302内的压力、即曲柄室140内的压力的感压元件的功能。
在阀室303内收容有圆柱状的阀芯304。阀芯304的外周面与支承孔301d的内周面紧贴,并且上述阀芯304能在支承孔301d内滑动,从而能沿阀外壳301的轴线方向移动。阀芯304的一端能将阀孔301c打开、关闭,并且阀芯304的另一端朝第二感压室307内突出。
在阀芯304的一端固定有棒状的连结部306的一端。连结部306的另一端配置成能够与波纹管305抵接,并且上述连结部306具有将波纹管305的移位传递至阀芯304的功能。
此外,驱动单元具有圆筒状的螺线管外壳312,螺线管外壳312与阀外壳301的另一端同轴地连结。在螺线管外壳312内收容有用树脂将电磁线圈覆盖而成的模制线圈314,并且在上述模制线圈314的内侧同心状地收容有圆筒状的固定铁芯310。固定铁芯310从阀外壳301延伸至与模制线圈314的中央对应的位置。与阀外壳301相反一侧的固定铁芯310的端部被筒状的套筒313包围而闭塞。
固定铁芯310在中央具有插通孔310a,插通孔310a的一侧朝着第二感压室307开口。此外,在固定铁芯310与套筒313的闭塞端之间收容有圆筒状的可动铁芯308。
在插通孔310a中插通有螺线管杆309。上述螺线管杆309的一端同轴压入阀芯304而被固定。螺线管杆309的另一端部被压入形成于可动铁芯308的通孔,从而将螺线管杆309与可动铁芯308一体化。此外,在固定铁芯310与可动铁芯308之间设置有强制释放弹簧311,该强制释放弹簧311将可动铁芯308朝远离固定铁芯310的方向(开阀方向)施力。
可动铁芯308、固定铁芯310及螺线管外壳312由磁性材料形成,以构成磁路。套筒313由非磁性材料的不锈钢类材料形成。
模制线圈314与设于压缩机100外部的控制装置(未图示)连接。当从控制装置向模制线圈314供给控制电流I时,模制线圈314产生电磁力F(I)。模制线圈314的电磁力F(I)将可动铁芯308向固定铁芯310抽吸。即,模制线圈314的电磁力F(I)所施加的力相对于阀芯304朝闭阀方向作用。
在第一控制阀300中作用于阀芯304的力,除了由模制线圈314产生的电磁力F(I)之外,还作用有由强制释放弹簧311施加的作用力fs、由阀室303的压力(吐出压力Pd)产生的力、由第一感压室302的压力(曲柄室压力Pc)产生的力、由第二感压室307的压力(吸入压力Ps)产生的力以及由内置于波纹管305的弹簧施加的作用力Fb。由于将波纹管305的有效承压面积Sb、被阀芯304遮蔽的阀孔301c的面积即密封面积Sv、阀芯304的圆筒外周面的截面积Sr设为Sb=Sv=Sr,因此,它们间的关系由数学式(1)表示。另外,在数学式(1)中,“+”表示阀芯304的闭阀方向,“-”表示开阀方向。
当吸入室141的压力从设定压力开始上升时,为了增大吐出容量,波纹管305、连结部306及阀芯304的连结体将压力供给通路145的开度减小,以使曲柄室140的压力降低。此外,当吸入室141的压力小于设定压力时,为了减小吐出容量,上述连结体将压力供给通路145的开度增大,以使曲柄室140的压力上升。藉此,上述连结体对压力供给通路145的开度进行自我控制,以使吸入室141的压力接近于设定压力。
由于在阀芯304上,电磁力经由螺线管杆309朝闭阀方向作用,因此,如图3所示,当向模制线圈314的通电量增加时,使压力供给通路145的开度减小的方向的力会增大,从而设定压力会朝减小方向变化。
驱动单元通过在例如400Hz~500Hz的范围的规定频率下的脉宽调制(PWM控制)而被驱动,并对脉宽(占空比)进行变更,以使流过模制线圈314的电流值成为所期望的值。
在空调工作时、即可变容量压缩机100的工作状态下,基于空调设定及外部环境对向模制线圈314通电的通电量进行调节,并对吐出容量进行控制,以使吸入室141的压力成为与通电量相对应的设定压力。此外,在空调非工作时、即可变容量压缩机100的非工作状态下,通过将向模制线圈314的通电断开,从而压力供给通路145通过强制释放弹簧311而释放,可变容量压缩机100的吐出容量被控制为最小的状态。
在此,参照图4对单向阀250进行说明。
在第一控制阀300下游的压力供给通路145配设有单向阀250。单向阀250包括:阀芯251;收容孔101e,该收容孔101e对阀芯251进行收容;以及作为阀座形成构件的吸入阀形成板150,该吸入阀形成板150具有将收容孔101e的一端闭塞的阀孔150a及阀座150b,在吸入阀形成板150形成有阀孔150a及阀座150b。
阀芯251包括圆筒状的侧壁251a和将侧壁251a的一端封闭的端壁251b。圆筒状的侧壁251a包括小径部251a1和比小径部251a1的直径大的大径部251a2。在阀芯251形成有内部通路,该内部通路由第一通路251c1和第二通路251c2构成,其中,上述第一通路251c1从侧壁251a的开放端向端壁251b形成,上述第二通路251c2将小径部251a1的外周面与第一通路251c1连接。另外,阀芯251由例如树脂材料形成,但也可以由金属材料等其它材料形成。
在缸体101的阀板103一侧的端面形成有收容孔101e,该收容孔101e由小径部101e1和比小径部101e1的直径大的大径部101e2构成。阀芯的大径部251a2滑动支承于收容孔的小径部101e1。此外,阀芯的小径部251a1和收容孔的大径部101e2之间构成环状的通路,与由第二通路251c2及第一通路251c1构成的内部通路连通。
收容孔101e形成为与缸体101的端面正交,阀芯251沿驱动轴110的轴线方向移动。因阀芯的端壁251b与吸入阀形成板的阀座150b抵接,而使阀芯251一侧的移动受到限制,此外,因侧壁251a的另一端与收容孔的端面101e3抵接,而使阀芯251另一侧的移动受到限制。当端壁251b与阀座150b抵接时,阀孔150a被封闭,当端壁251b从阀座150b离开时,阀孔150a被释放。
收容孔101e经由位于单向阀250上游的压力供给通路145,而与收容孔104b中的、位于第一控制阀300的阀孔301c下游的曲柄室140的压力区域连通。此外,在收容孔101e的端面101e3形成有位于单向阀250下游的压力供给通路145,上述压力供给通路145与曲柄室140连通。
因而,单向阀250上游的压力供给通路145的压力Pm作用于阀芯251的一端,单向阀250下游的曲柄室140的压力Pc作用于阀芯251的另一端,阀芯251响应于作用于阀芯251的上游与下游间的压力差(Pm-Pc)而沿轴线方向移动。
第一控制阀300与单向阀250间的压力供给通路145经由后述的节流通路而与吸入室141连通。因而,在第一控制阀300的阀芯304将阀孔301c释放的状态下,吐出室142的制冷剂气体经由位于阀孔301c下游的压力供给通路145而到达单向阀250的阀孔150a。因而,作用于阀芯251一端的上游的压力、即单向阀250上游的压力供给通路145的压力Pm上升,使得Pm-Pc>0。此外,通过作用于阀芯251的上游与下游间的压力差(Pm-Pc),从而成为阀芯251的端壁251b从阀座150b离开、阀芯251的侧壁251a的另一端与收容孔的端面101e3抵接的状态。藉此,吐出室142的制冷剂气体从阀孔150a经由收容孔101e的大径部101e2、第二通路251c2、第一通路251c1及单向阀250下游的压力供给通路145,而供给至曲柄室140。
此外,当第一控制阀300的阀芯304从处于将阀孔301c释放的状态开始将阀孔301c封闭的情况下,吐出室142的制冷剂气体不会被供给至阀孔301c下游的压力供给通路145,第一控制阀300与单向阀250间的压力供给通路145的制冷剂气体会经由后述的节流通路而流至吸入室141。因而,作用于阀芯251一端的上游的压力降低,而成为Pm-Pc<0。此外,通过作用于阀芯251的上游与下游间的压力差(Pm-Pc),侧壁251a的另一端从收容孔的端面101e3离开,阀芯251的端壁251b与阀座150b抵接,以使位于单向阀250下游的压力供给通路145与位于单向阀上游的压力供给通路145被阻断。
藉此,第一控制阀300与单向阀250间的压力供给通路145的区域的压力和吸入室141的压力相同。即,第一控制阀300与单向阀250间的压力供给通路145的区域成为吸入室141的压力区域。
如以上所说明的,单向阀250构成为与第一控制阀300的打开、关闭连动地将压力供给通路145打开、关闭。
另外,单向阀250也可以形成为附加有将阀芯251向阀座150b施力的压缩螺旋弹簧等施力元件的结构。此外,阀座形成构件并不限定于吸入阀形成板150,也可以是例如阀板。
在此,参照图5,对第二控制阀350进行说明。
第二控制阀350配设于缸盖104,并包括:背压室351d,该背压室351d与压力供给通路145中的、比第一控制阀300更靠下游侧的区域连通;阀室351c,该阀室351c通过区划构件351而与背压室351d区划开,构成放压通路146的一部分,并且在与背压室351d相反一侧的壁面形成有与曲柄室140连通的阀孔151a;以及滑阀352,该滑阀352具有承压部352a、阀部352b及轴部352c,其中,上述承压部352a配置于背压室351d内,上述阀部352b配置于阀室351c内,上述轴部352c以贯穿区划构件351的方式延伸,以将承压部352a与阀部352b连接。
供第二控制阀350收容的收容室104e形成于缸盖104中的、与缸体101连接的连接端面104d一侧。收容室104e形成为圆筒状,在缸盖的连接端面104d一侧具有大径部,在里侧具有比大径部的直径小的小径部,在大径部与小径部之间具有台阶部,小径部构成第一收容室104e1,大径部构成对区划构件351进行收容的第二收容室104e2。
区划构件351被压入嵌合在第二收容室104e2的周壁,以将收容室104e区划为背压室351d和阀室351c,上述区划构件351具有:侧壁351a,该侧壁351a设置成将阀部352b包围;以及端壁351b,该端壁351b与侧壁351a的一端侧连接,并形成有供轴部352c贯穿的通孔351b1。具体而言,侧壁351a形成为圆筒状,将第二收容室104e2区划为内侧的圆筒空间和与吸入室141连通的外侧的圆环状的空间。此外,端壁351b在中央部形成有通孔351b1,端壁351b与圆筒状的侧壁351a一起区划出第一收容室104e1和第二收容室104e2的内侧的圆筒空间。此外,由侧壁351a和端壁351b区划出的第二收容室104e2的内侧的圆筒空间构成阀室351c,由侧壁351a和端壁351b区划出的第二收容室104e2的外侧的空间和第一收容室104e1构成背压室351d。
区划构件351在第二收容室104e2内定位成侧壁351a的位于和端壁351b相反一侧的端面351a1与成为阀室351c中的、位于和背压室351d相反一侧的壁面的吐出阀形成板151相抵接。在侧壁351a上形成有连通部351a2,该连通部351a2使阀室351c与侧壁351a外侧的第二收容室104e2内的圆环状的空间连通。阀室351c经由连通部351a2而与吸入室141连通。另外,连通部351a2既可以形成为孔,也可以形成为缺口。
第一收容室104e1经由连通路104f而与收容孔104b内的曲柄室140的压力区域、即压力供给通路145中位于第一控制阀300的阀孔301c下游侧的区域连通。滑阀352的一端面与作为背压室的壁面的第一收容室的壁面104e3远离、接触。
此外,在第二收容室104e2的周壁形成有连通路104g,该连通路104g使第二收容室104e2与吸入室141连通。
在将第二收容室104e2的与第一收容室104e1相反一侧的开放端闭塞的吐出阀形成板151(闭塞构件)的端面、即阀室的位于与背压室相反一侧的壁面形成有阀孔151a,在阀孔151a的周围形成有阀座151b,该阀座151b与滑阀352的另一端面抵接。第二收容室104e2经由阀孔151a、形成于阀板103及吸入阀形成板150的各连通孔、空间101d、连通路101c而与曲柄室140连通。因而,通过连通路101c、空间101d、吸入阀形成板150和阀板103的各连通孔、阀孔151a、第二收容室104e2及连通路104g,构成第二放压通路146b。
另外,将收容孔101e的一端闭塞的闭塞构件也可以不是吐出阀形成板151,而是夹在缸体101与缸盖104之间的构件,例如吸入阀形成板150及阀板103中的任一方。此外,也可以附加专门的闭塞构件来作为闭塞构件。若将吸入阀形成板150、吐出阀形成板151和阀板103中的任一个设为闭塞构件,则不需要附加专门的闭塞构件,此外,由于平面度的精度也高,因此,作为具有阀座的闭塞构件较为理想。
滑阀352的承压部352a收容于第一收容室104e1,滑阀352的一端面352a1与第一收容室104e1的端壁104e3接触、分离。此外,阀板352b收容于阀室351c,阀部352b的另一端面352b1与阀座151b接触、分离,以将阀孔151a打开、关闭。此外,将承压部352a与阀部352b连结的轴部352c形成为比承压部352a和阀部352b的直径小。
轴部352c与阀部352b一体形成。通过在将轴部352c插通至区划构件351的通孔351b1的状态下,将承压部352a压入轴部352c,从而构成滑阀352。另外,当滑阀的阀部352b与阀室351c中的位于与背压室相反一侧的壁面抵接时,滑阀的承压部352a与区划构件的端壁351b抵接。具体而言,对承压部352a相对于阀部352b在轴线方向上的压入位置进行调节,以使在阀部的一端面352b1与吐出阀形成板的阀座151b抵接时,同时承压部的另一端面352a2与端壁351b的一端面351b2抵接。
区划构件351在第二收容室104e2中定位成使侧壁351a的位于和端壁351b相反一侧的端面351a1与阀室351c中的位于和背压室相反一侧的壁面、具体而言与和阀座151b呈同一平面的吐出阀形成板151的阀座151b周围的区域相抵接。
在此,滑阀352与区划构件351例如以下述方式组装。
首先,以使阀部的端面352b1朝下的方式将阀部352b和轴部352c的一体结构物置于平面V上,将区划构件351的侧壁351a的、位于和端壁351b相反一侧的端面351a朝下,使轴部352c插通至通孔351b1,以使位于和端壁相反一侧的端面351a1抵接到平面V上。
接着,在上述状态下,使承压部的通孔352a4与轴部352c的前端嵌合,并对承压部的一端面352a1进行按压,将承压部352a压入轴部352c,直至承压部的另一端面352a2与端壁的一端面351b2抵接。
通过这样,由于在可变容量压缩机100中,侧壁的位于和端壁相反一侧的端面351a1与阀座151b处于同一平面上,因此,当阀部的端面352b1与阀座151b抵接时,同时承压部的另一端面352a2与端壁的一端面351b2抵接。因而,由于即使不将滑阀352及区划构件351安装于缸盖104,也能容易地调节承压部352a相对于阀部352b在轴线方向上的位置,因此,能合适地对滑阀352和区划构件351进行组装。此外,由于即使不将滑阀352和区划构件351的组装体组装于缸盖104也能进行组装,因此,能容易地对上述组装体中的阀部的端面352b1与阀座151b的抵接状态及承压部的另一端面352a2与端壁351b2的抵接状态是否准确进行检查。例如,通过将滑阀352和区划构件351的组装体收容于检查装置,供给空气等流体,并对两个抵接部的泄漏量进行测定,从而能对抵接状态是否准确进行检查。
此外,区划构件351在收容室104e收容成使侧壁的位于和端壁相反一侧的端面351a1与夹于缸体101和缸盖104间的构件相抵接。例如,滑阀352和区划构件351的组装体被预压入第二收容室104e2的周壁,从而区划构件的侧壁的位于和端壁相反一侧的端面351a1从缸盖的连接端面104d突出预先确定的值(h)。若在上述状态下对压缩机进行组装并用多根贯通螺栓105进行紧固,则在突出的侧壁的位于和端壁相反一侧的端面351a1与吐出阀形成板151相抵接的状态下,使多根贯通螺旋105被紧固。此外,利用通过紧固产生的按压力来将区划构件351朝第二收容室104e2的里侧按压,并在侧壁的位于和端壁相反一侧的端面351a1与吐出阀形成板151抵接的状态下,将区划构件351定位于第二收容室104e2中。通过这样,能在侧壁的位于和端壁相反一侧的端面351a1与吐出阀形成板151抵接的状态下,容易地将区划构件351定位在缸盖104内。另外,也可以将上述预先确定的值(h)设为某个恒定的确定范围的值。
在此,对第二控制阀350中的滑阀352的动作进行说明。
由于滑阀352的一端面(承压部的一端面352a1)承受第一控制阀300与单向阀250间的压力供给通路145的压力、所谓的背压Pm,滑阀352的另一端面(阀部的一端面352b1)承受曲柄室140的压力Pc,因此,滑阀352响应于压力差(Pm-Pc)沿轴线方向移动。若成为Pm-Pc>0,则滑阀352的另一端面与阀座151b抵接,第二控制阀350将第二放压通路146b封闭。若成为Pm-Pc<0,则滑阀352的一端面与阀座104e3抵接,第二控制阀350将第二放压通路146b释放到最大。承受背压Pm的轴线方向上的滑阀352的承压面积S1和承受曲柄室140的压力Pc的滑阀352的承压面积S2设定为例如S1=S2,但为了对滑阀352的动作进行调节,也可以设为S1>S2或S1<S2。
另外,在滑动支承于第一收容室104e1的内周面的承压部的最外周面352a3与第一收容室104e1的内周面之间形成有微小的间隙。因而,在承压部的一端面352a1从端壁104e3稍许离开的状态下,从连通路104f流入第一收容室104e1的制冷剂气体经由位于最外周面352a3与第一收容室104e1的内周面之间的间隙和位于轴部352c的外周面与通孔351b1的内周面之间的间隙,而流入阀室351c。另一方面,由于构成为当阀部的端面352b1与阀座151b抵接时,承压部的另一端面352a2与端壁的一端面351b2抵接,因此,从第一收容室104e1经由轴部352c的外周面与通孔351b1的内周面间的间隙流向阀室351c的制冷剂被阻断。也就是说,承压部的另一端面352a2与端壁的一端面351b2构成阀单元。
但是,第一收容室104e1和阀室351c经由形成于端壁351b的通孔351b3连通。因而,当阀部的端面352b1与阀座151b抵接,以使第二控制阀350关闭时,从连通路104f流入第一收容室104e1的制冷剂气体经由连通孔351b3、阀室351c、连通孔351a2、侧壁351a外侧的第二收容室104e2的空间及设于缸盖104的连通路104g而稍许流至吸入室141。连通路104f、第一收容室104e1、连通孔351b3、阀室351c、连通孔351a2、侧壁351a外侧的第二收容室104e2的空间及设于缸盖104的连通路104g构成用于使第一控制阀300与单向阀250间的压力供给通路145的区域与吸入室141连通的节流通路。此外,连通孔351b3设定成在上述节流通路中的流路截面积最小。也就是说,利用上述连通孔351b3,在节流通路中形成节流孔。
此外,当承压部的一端面352a1与第一收容室的端壁104e3抵接,阀部的端面352b1从阀座151b离开最远时,通过形成于承压部的一端面352a1的槽352a5,第一控制阀300与单向阀250间的压力供给通路145的区域经由第一收容室104e1、轴部352c的外周面与通孔351b1的内周面间的间隙(及连通孔351b3)、阀室351c、连通孔351a2、侧壁351a外侧的第二收容室104e2的空间及设于缸盖104的连通路104g而与吸入室141连通。
在此,对可变容量压缩机100的动作进行说明。
当在可变容量压缩机100运转的状态下阻断朝第一控制阀300的模制线圈314的通电时,第一控制阀300释放到最大。藉此,背压Pm上升,因此,在单向阀250将压力供给通路145关闭的情况下(最大吐出容量时),单向阀250将压力供给通路145释放,同时第二控制阀350将第二放压通路146b封闭。因而,放压通路146仅为第一放压通路146a,曲柄室140的压力上升,斜板111的倾斜角减小,吐出容量维持为最小的状态。
与此基本同时,单向阀200将吐出通路阻断,以最小的吐出容量吐出的制冷剂气体不会流向外部制冷剂回路,而是在内部循环路中循环,该内部循环路由吐出室142、压力供给通路145、曲柄室140、放压通路146a、吸入室141、缸膛101a构成。在上述状态下,第一控制阀300与单向阀250间的压力供给通路145的区域中的制冷剂气体经由形成于第二控制阀350内的节流通路稍许流出至吸入室141。
当从上述状态向第一控制阀300的模制线圈341通电时,第一控制阀300关闭,压力供给通路145被封闭,第一控制阀300与单向阀250间的压力供给通路145的区域中的制冷剂气体经由第二控制阀350内的节流通路而流出至吸入室141。接着,第一控制阀300与单向阀250间的压力供给通路145的区域的压力降低,单向阀250将压力供给通路145封闭,以阻止制冷剂气体从曲柄室140逆流至位于单向阀250上游的压力供给通路145。同时,第二控制阀350将第二放压通路146b释放。
因而,此时,放压通路146由第一放压通路146a和第二放压通路146b这两条通路构成。
第二控制阀350内的流路截面积设定得比固定节流孔103c的流路截面积大,曲柄室140内的制冷剂迅速地流出至吸入室141,曲柄室140的压力降低,从而从吐出容量最小的状态迅速地增大至最大吐出容量。藉此,吐出室142的压力急剧上升,单向阀200打开,制冷剂在外部制冷剂回路中循环,空调系统处于工作状态。
当空调系统工作而使吸入室141的压力降低,并达到由模制线圈314中流通的电流设定的设定压力时,第一控制阀300打开。藉此,通过背压Pm上升,从而单向阀250将压力供给通路145释放,同时第二控制阀350将第二放压通路146b封闭。因而,此时,放压通路146为仅第一放压通路146a。因而,曲柄室140的制冷剂流动到吸入室141的情况受到限制,而使曲柄室140的压力变得容易上升。此外,对第一控制阀300的开度进行调节来对吐出容量进行可变控制,从而使吸入室141的压力维持设定压力。
这样,当第一控制阀300打开,因承压部352a所受的压力而使滑阀352朝接近于阀孔151a的方向移动的力比因阀部352b所受的压力而使滑阀352朝远离阀孔151a的方向移动的力大时,第二控制阀350的阀部352b与阀室351c的壁面抵接,以将阀孔151a关闭,以将放压通路146的开度设为最小。此外,当第一控制阀300关闭,因承压部352a所受的压力而使滑阀352朝接近于阀孔151a的方向移动的力比因阀部352b所受的压力使滑阀352朝远离阀孔151a的方向移动的力小时,第二控制阀350的阀部352b远离上述壁面而将阀孔151a打开,以将放压通路146的开度设为最大。即,第二控制阀350与第一控制阀300的打开、关闭连动地动作,当第一控制阀300关闭时,将放压通路146的开度设为最大(第一放压通路146a和第二放压通路146b),当第一控制阀300打开时,将放压通路146的开度设为最小(仅第一放压通路146a)。
以下,参照图8,对第二控制阀的第二实施例进行说明。
在图8所示的第二控制阀350’中,区划构件的侧壁的外径设定得比第二收容室的周壁的内径小,侧壁能滑动地支承于第二收容室的周壁。
在区划构件的端壁的一端面的径向的最外部附近、和第二收容室与第一收容室的连接端面、换言之收容室的大径部与小径部间的台阶部处,配设有具有弹性的密封构件,例如O形环。此外,在力没有作用于O形环的状态下,对各部分尺寸进行设定,以使侧壁的位于和端壁相反一侧的端面351a1从缸盖的连接端面104d突出预先确定的值(h’)。另外,也可以将上述预先确定的值设为某个恒定的确定范围的值。
若在上述状态下对可变容量压缩机进行组装并通过多根贯通螺栓105进行紧固,则在突出的侧壁的位于和端壁相反一侧的端面351a1与吐出阀形成板151相抵接的状态下,使多根贯通螺旋105被紧固。当以上述方式紧固时,O形环的作用力会朝将区划构件按压于吐出阀形成板151的方向作用,藉此,在侧壁的位于和端壁相反一侧的端面351a1与吐出阀形成板151相抵接的状态下,将区划构件351定位于第二收容室140e2中。
若是这样,能在侧壁的位于和端壁相反一侧的端面351a1与吐出阀形成板151相抵接的状态下,容易地将滑阀352和区划构件351的组装体配设于缸盖内。此外,通过O形环,能防止从第一收容室流入的制冷剂经由侧壁外侧的间隙流出至吸入室。另外,具有弹性的密封构件也可以不是O形环等橡胶制的构件,而是树脂制的构件。
以下,参照图9对第二控制阀的第三实施例进行说明。
图9所示的第二控制阀350”使用弹簧(盘簧)作为对区划构件施力的施力元件。此外,为了防止从第一收容室流入的制冷剂经由侧壁外侧的间隙流出至吸入室,在侧壁与第一收容室间配置O形环。其它结构与上述说明的第二实施例相同。
以下,参照图10对第二控制阀的第四实施例进行说明。
图10所示的第二控制阀350”’是包括施力元件的构件,上述施力元件在滑阀352想要远离阀座151b时,朝阻碍滑阀352移动的方向施加作用力。
作为施力元件,例如,能设置压缩螺旋弹簧353,该压缩螺旋弹簧353将滑阀352朝向阀座151b施力。上述压缩螺旋弹簧353构成连通路104f的一部分,并且收容在朝第一收容室104e1开口的收容孔104h中。此外,压缩螺旋弹簧353的一端与承压部的一端面352a1抵接,另一端与收容孔104h的底壁抵接,当阀部的端面352b1与阀座151b抵接时,将滑阀352朝向阀座151b施力。
这样,由于设置压缩螺旋弹簧353,因此,能容易地利用压缩螺旋弹簧353的作用力,对滑阀352想要远离阀座151b的压力差(Pm-Pc<0)进行调节。另外,压缩螺旋弹簧也可以配设在第一收容室104e1中。
对这种第二控制阀350”’的作用进行说明。
当可变容量压缩机100在吐出容量维持为最小状态的状态下进行稳定运转时,吐出室142的压力与吸入室141的压力间的压力差会变小,曲柄室140的压力与吸入室141的压力间的压力差也会变小。特别在外部气体温度低且压缩机转速低的状态下,上述压力差变得极小。
藉此,通过背压Pm,使将滑阀352朝阀座151b按压的力变得极小。然而,由于在第二控制阀350”’中,处于利用由压缩螺旋弹簧353施加的作用力而使阀部的端面352b1与阀座151b抵接的状态,因此,当滑阀352承受振动等外力,使阀部的端面352b1想要离开阀座151b时,作用力会朝阻碍滑阀352移动的方向作用。因而,阻碍阀部的端面352b1从阀座离开,从而避免第二放压通路146b无意间释放。
在本说明书所记载的实施例中,第二控制阀的阀部将第二放压通路封闭,但也可以设为在阀部的端面352b1形成槽(节流孔),而不完全封闭的结构。
在本说明书所记载的实施例中,当第二控制阀将第二放压通路封闭时,在第二控制阀内部形成有节流通路,但也可以构成为使节流通路与第二控制阀分开设置,使承压部的另一端面352a2与端壁的一端面351b2抵接,以阻断制冷剂从第一收容室104e1向阀室351c的流动。
此外,也可以将第二控制阀配设于其它的主体构成构件,例如缸体。此外,单向阀250也可以配设于缸盖。再者,第一控制阀也可以是不具有螺线管的机械式控制阀。
在本说明书所记载的实施例中,将压缩机设为斜板式的无离合器可变容量压缩机,但并不局限于此。例如,也可以将压缩机设为安装有电磁离合器的可变容量压缩机、由电机驱动的可变容量压缩机。
(符号说明)
100可变容量压缩机;140曲柄室;141吸入室(吸入压力区域);142吐出室(吐出压力区域);145压力供给通路;146放压通路;151a阀孔;300第一控制阀;350第二控制阀;351区划构件;351a侧壁;351a1侧壁的位于和端壁相反一侧的端面;351b端壁;351b1通孔;351c阀室;351d背压室;352滑阀;352a承压部;352b阀部;352c轴部。
Claims (7)
1.一种可变容量压缩机,吐出压力区域的制冷剂经由压力供给通路而供给至曲柄室,并且所述曲柄室的制冷剂经由放压通路而排出至吸入压力区域,以进行所述曲柄室内的调压,通过所述曲柄室内的调压,来对吐出容量进行控制,
所述可变容量压缩机的特征在于,包括:
第一控制阀,该第一控制阀对所述压力供给通路的开度进行调节;以及
第二控制阀,该第二控制阀对所述放压通路的开度进行调节,
所述第二控制阀具有:
背压室,该背压室与所述压力供给通路中的位于所述第一控制阀的下游侧的区域连通;
阀室,该阀室通过区划构件而与所述背压室区划开,构成所述放压通路的一部分,并且在位于和所述背压室相反一侧的壁面形成与所述曲柄室连通的阀孔;以及
滑阀,该滑阀具有承压部、阀部及轴部,其中,所述承压部配置在所述背压室内,所述阀部配置在所述阀室内,所述轴部以贯穿所述区划构件的方式延伸,并将所述承压部与所述阀部连接,
所述可变容量压缩机构成为当所述第一控制阀打开,因所述承压部所受的压力而使所述滑阀朝接近于所述阀孔的方向移动的力比因所述阀部所受的压力而使所述滑阀朝远离所述阀孔的方向移动的力大时,所述阀部与所述阀室的所述壁面抵接,将所述阀孔关闭,以将所述放压通路的开度设为最小,当所述第一控制阀关闭,因所述承压部所受的压力而使所述滑阀朝接近于所述阀孔的方向移动的力比因所述阀部所受的压力而使所述滑阀朝远离所述阀孔的方向移动的力小时,所述阀部从所述壁面离开,将所述阀孔打开,以将所述放压通路的开度设为最大,
所述区划构件具有:侧壁,该侧壁以包围所述阀部的方式设置;以及端壁,该端壁与所述侧壁的一端侧连接,并形成有供所述轴部贯穿的通孔,所述区划构件定位成使所述侧壁的位于和所述端壁相反一侧的端面与所述阀室的所述壁面抵接,
当所述滑阀的阀部与所述阀室的所述壁面抵接时,所述滑阀的所述承压部与所述区划构件的所述端壁抵接。
2.如权利要求1所述的可变容量压缩机,其特征在于,
所述区划构件在所述侧壁形成有用于使所述阀室与所述吸入压力区域连通的连通部。
3.如权利要求1或2所述的可变容量压缩机,其特征在于,包括:
缸体,该缸体区划形成有多个缸膛;
外壳,该外壳与所述缸体的一端侧连接,以形成所述曲柄室;
缸盖,该缸盖与所述缸体的另一端侧连接,并形成有作为所述吸入压力区域的吸入室和作为所述吐出压力区域的吐出室;
驱动轴,该驱动轴能旋转地支承于由所述外壳、缸体及缸盖构成的主体内;
活塞,该活塞配设于多个所述缸膛;以及
倾角可变的斜板,该斜板将所述驱动轴的旋转转换为所述活塞的往复运动,
所述可变容量压缩机构成为,通过利用所述曲柄室的调压,改变所述斜板的倾角,而使所述活塞的行程变化,从而对吐出容量进行控制,
所述第二控制阀的所述阀室的所述壁面是夹在所述缸体与缸盖之间的构件的端面。
4.如权利要求3所述的可变容量压缩机,其特征在于,
所述构件是阀板、吐出阀形成板和吸入阀形成板中的任一个,其中,所述阀板形成有与多个所述缸膛连通的吐出孔及吸入孔,所述吐出阀形成板形成有将所述吐出孔打开、关闭的吐出阀,所述吸入阀形成板形成有将所述吸入孔打开、关闭的吸入阀。
5.如权利要求3所述的可变容量压缩机,其特征在于,
所述区划构件收容于收容室,该收容室形成于所述缸盖中的所述缸体一侧的端面,所述侧壁的位于和所述端壁相反一侧的端面与所述构件抵接。
6.如权利要求5所述的可变容量压缩机,其特征在于,
所述区划构件能移动地嵌合于所述收容室,
所述第二控制阀包括施力元件,该施力元件将所述区划构件朝向所述构件的端面施力。
7.如权利要求6所述的可变容量压缩机,其特征在于,
所述收容室形成为圆筒状,并在所述缸盖的所述缸体一侧具有大径部,在所述大径部的里侧具有小径部,在所述大径部与所述小径部之间具有台阶部,
所述区划构件具有比所述小径部的直径大的外径,并收容于所述大径部,
所述施力元件是具有弹性的密封构件,该密封构件配设在所述区划构件与所述台阶部之间。
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