专利名称：可变排量压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及可变排量压缩机，其包括响应于制冷气体的流速变化可移动的主体，并且其检测在主体中的磁铁的磁通密度，从而检测制冷剂的流速。
背景技术：
存在已知的可变排量的压缩机(以后仅仅称为压缩机)，其中通过调节排量控制阀的开度，隔板的倾斜角进行改变，因此压缩机的排量发生变化。
然而，在传统的压缩机中，流速改变命令仅仅在控制和改变排量方面发送，并且实际的排量不能知道。当排量发生改变时，压缩机的功率变化，但是其基于流速命令值，通过计算值进行估计。
因此，在流速改变命令已经发送出之后，实际的排量值不同于计算值，直到排量达到命令值，当压缩机在车辆发动机起动时压缩气体时，上述差值增加。因此，需要较长的时间来使得车辆的内部温度达到所需水平，并且更大的负荷作用在车辆发动机上。也就是，在该情况下很难实施适当的控制(参见日本专利申请公开No.2002-332962)。
如果在压缩机中的制冷气体的流速被精确的检测，压缩机的实际排量和实际功率是已知的，这是非常有效的。为了上述目的，在日本实用新型申请公开No.63-177715中公开的电流量计使用来检测制冷气体的流速。
在图1中的日本实用新型申请公开No.63-177715中公开了电流量计或者截面流量计，其包括主体，浮动件(或者可移动体)和提供到浮动件上面的主体的引导件。磁铁通过杆固定到浮动件上，其中该杆提供在浮动件的上表面上。当浮动件垂直移动时，磁铁在引导件中垂直移动。磁铁的磁场垂直地形成在霍尔元件(或者检测传感器)的膜层处，其中霍尔元件提供邻近于引导件的外壁。磁铁平行于霍尔元件的膜层移动。该霍尔元件连接到控制器上。
在图2中的日本实用新型申请公开No.63-177715中公开了电流量计，其包括连接到高压和低压引入通道的压差检测器，这些通道分别提供在流动通道中的孔的前侧和后侧上。检测器的内部通过bellophragm膜(或者可移动体)密封地分成两个空间。在孔的前侧和后侧上的流动通道中的压力通过引入通道引入到在bellophragm膜的两侧上的分成的两个空间中，并且提供在bellophragm膜上的磁铁通过它们之间的压差进行移动。在垂直于磁铁移动的方向上提供霍尔元件(或者检测传感器)，并且磁铁的磁极面对霍尔元件。该霍尔元件连接控制器。
即使在应用日本实用新型申请公开No.63-177715的电流量计到压缩机上的情况下，用于检测流速的部件的尺寸的精确性发生变化。因此，在每个压缩机中检测流速的精确性发生改变。为了提高流速检测的精确性，足够的制冷气体提供在具有电流量计的压缩机中流动，然后磁铁的位置和霍尔元件被检测，并且霍尔元件被校准。
然而，当日本实用新型申请公开No.63-177715的电流量计仅仅应用到压缩机上时，使得制冷气体在压缩机中流动，并且用于检测流速的部件进行调节和校准，在可移动主体和检测传感器安装在压缩机的壳体中的状态情况下。这种过程是麻烦的并且不能自动化。在大量生产压缩机的实际的制造场所，在每个压缩机中使得制冷气体流动的过程增加了成本和制造时间。因此，在实际的制造场所，该过程不可能实施。
在考虑到上述问题的本发明旨在提供一种可变排量压缩机，其包括比传统更容易调节和校准的检测流速部件。
发明内容
根据本发明的一个方面提供了一种可变排量压缩机，其包括壳体，制冷剂通道，活塞，隔板，凸缘，可移动主体和检测传感器。壳体具有缸孔和曲柄箱。制冷剂通道形成在壳体中并且包括吸入压力区域和排出压力区域。活塞缸孔中。隔板设置在曲柄箱内。隔板的倾斜角根据在曲柄箱内的压力和通过活塞的缸孔中的压力之间的压差进行控制，并且在曲柄箱内的压力通过供给通道和排放通道进行调节，其中供给通道用于供给在排出压力区域中的压力到曲柄箱中，排放通道用于释放曲柄箱中的压力到吸入压力通道。凸缘连接到壳体上并且形成用于连接制冷剂通道和外部制冷通路的凸缘通道。可移动主体设置在凸缘中，根据凸缘通道中的制冷气体流速是可移动的，并且具有磁铁。检测传感器固定到或者处于用于检测磁铁的磁通密度的凸缘中。制冷气体的流速基于检测传感器检测到的磁通密度进行检测，并且凸缘可固定到和从壳体中脱离，并且处于凸缘提供有可移动主体和检测传感器的状态下。
本发明的其它方面和优点将从下面的描述，结合附图，通过本发明的原理的例子变得显然。
认为具有新颖性的本发明的特征将在附加的权利要求中阐述。与目的和优点结合的本发明，将在结合附图的当前优选实施例的下面描述中更好得到描述，其中图1是根据本发明的第一优选实施例的可变排量的压缩机的纵向横截面视图；图2是沿着图1中的线A-A的横截面视图；图3是当滑阀设置在最上位置时第一优选实施例的流量计的部分放大的横截面视图；图4是当滑阀设置在最下位置时第一优选实施例的流量计的部分放大的横截面视图；图5是示出了流量计的调节和校准的视图；和图6是根据本发明的第二优选实施例的流量计的部分放大的横截面视图。
具体实施例方式
参见图1至图5，下面将描述根据本发明的第一优选实施例的可变排量的压缩机(随后仅仅称为压缩机)。图1示出了压缩机的示意图。参见图1，压缩机具有壳体11，该壳体包括缸体12，前壳体13和后壳体14。前壳体13连接到缸体12的前端。后壳体14连接到缸体12的后端。在图1中，左侧和右侧分别对应于前侧和后侧。
缸体12和前壳体13结合以定义在壳体11中的曲柄箱15。驱动轴16可旋转地设置在曲柄箱15中。驱动轴16可操作地连接到安装在车辆中的发动机17上，用于与发动机17一起旋转。在第一优选实施例中，发动机17的动力不断地传送到驱动轴16上。换句话说，压缩机是无离合类型。
接线板18固定在驱动轴16上，用于在曲柄箱15中与其一起旋转。隔板19容纳在曲柄箱15中。隔板19具有倾斜角地提供和支撑在驱动轴16上，从而使得隔板19相对于驱动轴16的轴线是倾斜的，并且相对于驱动轴16还是可滑动的。铰链机构20设置在接线板18和隔板19之间，允许隔板19与接线板18和驱动轴16一起旋转，并且相对驱动轴16的轴线倾斜。隔板19的倾斜角通过排量控制阀34进行控制，其将在随后描述。
多个缸孔21形成在缸体12(在图1中仅仅示出了一个)中。单头活塞往复地设置在每个缸孔12中。每个活塞22通过一对轴瓦23与隔板19的外部圆周部分接合。因此，通过驱动轴16的旋转，隔板19的旋转可通过轴瓦23转换到活塞22的往复移动。
阀口装置24插入在缸体12和后壳体14之间，并且压缩室25通过活塞22和阀口装置24定义在后侧(图1中的右侧)上的缸孔21中。作为压缩机的吸入压力区域的吸入室26和作为压缩机的排出压力区域的排出室27定义在后壳体14中。
当活塞22从上死点朝向下死点移动时，在吸入室26中的制冷气体通过形成在阀口装置24中的吸入口28和吸入阀29吸入到压缩室25中。当活塞22从下死点朝向上死点移动时，在压缩室25中的吸入的制冷剂压缩到预定压力，并且通过形成在阀口装置24中的排出口30和排出阀31排出到排出室27中。
连接曲柄箱15到吸入室26的排放通道32形成在缸体12和阀口装置24中，用于释放在曲柄箱15中的压力到吸入室26中。连接排出室27到曲柄箱15的供给通道33形成在后壳体14，阀口装置24和缸体12中，用于供给排出室27中的压力到曲柄箱15中。排量控制阀34设置在后壳体14中的供给通道33中。
排量控制阀34通过第一压力引入通道35连接到吸入室26中，并且排量控制阀34的开度基于在吸入室26中的压力进行调节。在曲柄箱15中的压力取决于在通过供给通道33从排出室27引入到曲柄箱15的高压制冷气体的量和通过排放通道32从曲柄箱15流出到吸入室26的制冷气体的量之间的平衡。通过调节排量控制阀34的开度该平衡得到控制。通过活塞22的缸孔21中的压力和曲柄箱15中的压力之间的差值响应于曲柄箱15中的压力变化进行改变，从而改变相对于驱动轴16的隔板19的倾斜角。因此，压缩机改变活塞22的冲程，并且随后改变其排量。
当在曲柄箱15中的压力下降时，隔板19的倾斜角增加，从而增加压缩机的排量。在图1中两点划线表示的隔板19处于与接线片18相接触的最大的倾斜角。另一方面，当曲柄箱15中的压力上升时，隔板19的倾斜角减少，从而减少压缩机的排量。在图1中用实线表示的隔板19在其最小倾斜角处倾斜。
车辆的空气调节器的制冷通路(或者制冷循环)包括压缩机和外部制冷通路36，其连接排出室27到吸入室26中。二氧化碳或者氯氟烃可使用作为制冷剂。外部制冷通道36包括冷凝器37，接收箱38，膨胀阀39和蒸发器40，它们都以从排气室27朝向吸入室26所示的此种顺序设置。压力传感器41设置在连接冷凝器37到接收箱38的制冷通道中，并且适于通过连接线41，数据输入装置43和连接线44发送电检测信号到放大器45中。该放大器45通过连接线61传送排量-改变命令信号到排量控制阀34上，以用于控制排量控制阀34。该放大器45在此储存从磁性传感器60送出的关于制冷气体流速的数据，这将在随后进行描述，以及多个信息，例如从数据输入装置43中提供的车辆内部温度，从压力传感器41中传送的制冷气体的压力的数据。而且，放大器45连接到发动机控制器(未示出)上。
在图2到4中详细示出的流量计提供在缸体12的上表面上。更具体的，流量计提供在连接到缸体12的上表面的凸缘46上。该凸缘46包括设置在凸缘46中的可移动主体或者滑阀53，作为用于推动滑阀53的推动部件的螺旋弹簧56，和固定在凸缘46的表面上的磁性传感器60。
凸缘46以金属形成并且通过螺栓(未示出)可分离地连接到缸体12上。作为热绝缘部件的垫圈47插入在凸缘46和缸体12之间。垫圈47以热绝缘材料形成，例如橡胶或者树脂，从而使得壳体11的热量很难传送到凸缘46上。
当凸缘46连接到缸体12上时，在凸缘46中形成凸缘通道。如图2所示，凸缘通道包括高压和低压空间48a和48b，它们通过由凸缘46的分隔物46a形成的节流阀52相互连接，流动通道51，其与低压空间48b相连，容纳室49，其与低压空间48b相连，以及连通通道50，其连接高压通道48a到容纳室49中。高压和低压空间48a和48b分别设置在节流阀52的上游和下游处。滑阀53设置在容纳室49中，以便于在其中以预定间隔进行滑动。
仍然参见图2，滑阀53以圆柱形状形成并且具有上部大直径部分54和下部小直径部分55。在下部小直径部分55和容纳室49的内壁之间形成间隙，并且螺旋弹簧56提供在用于推进滑阀53向上的间隙中。螺旋弹簧56具有预定的弹簧常数，使得当滑阀53接受不同压力时，滑阀53设置在任意预定的位置，这将在随后描述。磁铁57嵌入在滑阀53的上部大直径部分54中。上部大直径不部分54的外径大致等于容纳室49的内径，并且微小的间隙形成在滑阀53的上部大直径部分54和容纳室49之间，并且其具有允许滑阀53的滑动运动的这种宽度。具有孔的接合部件58安装在容纳室49的下端，以用于支撑下部小直径部分55的下端和螺旋弹簧56，并且防止滑阀53和螺旋弹簧56从容纳室59中脱离开。上部大直径部分54的上端表面是压力接受面，其接受在高压空间48a中的压力，并且下部小直径部分55的下端面是压力接受面，其接受低压空间48b中的压力。
作为检测传感器的磁性传感器60通过安装部件59，以面对滑阀53的磁铁57的关系，固定在凸缘46的表面上，以用于检测磁铁57的磁通密度。磁性传感器60与凸缘46间隔预定的间隙，以防止壳体11的热量直接传送到磁性传感器60。而且，安装部件59由热绝缘材料形成，例如橡胶或者树脂，以防止凸缘46的热量被传送到磁性传感器60上。
磁性传感器60通过连接线65连接到放大器45上。当磁铁57接近磁性传感器60时，放大器45基于磁性传感器60的输出识别出在高压空间48a和低压空间48b之间的压差较小。当磁铁57远离磁性传感器60时，放大器45基于磁性传感器60的输出识别出在高压空间48a和低压空间48b之间的压差较大。如图1所示，形成在凸缘46中的高压空间48a通过形成在后壳体14中的通道64和排放通道62与排出室27相连通。因此，高压制冷气体从排出室27供给到高压空间48a中。如图2所示，孔67形成在缸体12中，用于插入螺栓以连接缸体12与前壳体13和后壳体14。
如上所述，供给到高压空间48a的高压制冷气体在减少压力的情况下，通过节流阀52流入低压空间48b中。高压空间48a的高压制冷气体还通过连通通道50引入到容纳室49中。在高压空间48a中的高压制冷气体的压力由上部大直径部分54的上端面接收，同时在低压空间48b中的低压制冷气体由下部小直径部分55的下端面接收，因此，它们之间的压差作用在滑阀53上。因此，滑阀53在压差作用下垂直移动。当通过排量控制阀34排量发生改变时，从排出室27中排出的制冷气体量也发生改变。因此，作用在滑阀53上的压差变化，并且滑阀53向上和向下移动以响应压差。在图3中，当排量增加时，压差增加以向下移动滑阀53。在图4中，当排量处于最大值时，滑阀53处于最低位置。
当滑阀53响应于压差移动时，关于磁性传感器60的磁铁的磁通密度发生改变。基于磁性传感器60检测到的磁通密度，制冷气体的流速是已知的。放大器45基于从磁性传感器60中获得的制冷气体的流速数据计算压缩机的当前排量，并且实施排量控制阀34的反馈控制。因此，压缩机的排量可以得到适当的控制。此外，压缩机的扭矩可基于从磁性传感器60中获得的制冷气体的流速数据进行计算。因此，放大器45响应于流速实施发动机控制器的反馈控制。因此，车辆的发动机速度可适当的控制。
下面将描述第一优选实施例的压缩机的流量计的调节和校准。在第一优选实施例中，凸缘56提供有滑阀53，螺旋弹簧56，接合部件58，磁性传感器60和安装部件59。因此，在凸缘46安装到压缩机的壳体11的状态下，用于检测流速的部件不必须进行调节和校准。如图5所示，例如，凸缘46从压缩机中脱离，并且安装到用于流量计的调节器T上。调节器T形成类似于压缩机的凸缘通道的测试通道。使得调节和校准所需的制冷气体在调节器T和凸缘46中流动，并且根据制冷气体的流速磁性传感器60的输出被确定。如果基于磁性传感器60的输出的制冷气体的流速不同于在调节器T和凸缘46中的制冷气体的实际流速，在用于检测流速的部件上实施调节和校准。
该调节包括相对于安装部件59调节磁性传感器60的位置，调节螺旋弹簧56的推进力，并且相关于滑阀53调节磁铁57的位置。该校准包括校准磁性传感器60的输出。在大量制造的压缩机中，当使用调节器T实施调节和校准时，凸缘46不会安装到每个压缩机上。
第一优选实施例的压缩机具有下面的优点效果。
(1)凸缘46提供有滑阀53，螺旋弹簧56，接合部件58，磁性传感器60和形成流量计的安装部件59。当凸缘56处理独立于压缩机的壳体11时，在凸缘46安装到压缩机的壳体11的状态下，流量计的每个部件不必须进行调节和校准。因此，压缩机的流量计的部件的调节和校准能够比在传统压缩机中更容易实施。
(2)在制造过程中，提供有用于检测流速的部件的凸缘46处理独立于压缩机的壳体11。因此，用于检测流速的部件的调节和校准能够自动化。
(3)由热绝缘材料形成的垫圈47插入在凸缘46和壳体11之间，从而使得壳体11的热量很难传送到凸缘46上。因此，在磁性传感器60上热量的不利效果被抑制。此外，保持磁性传感器60的安装部件59由热绝缘材料形成，并且磁性传感器60与凸缘60相隔预定的间隔。因此，从壳体11到磁性传感器60的热传递被进一步抑制。
参见图6，下面将描述第二优选实施例的压缩机。第二优选实施例在安装磁性传感器到凸缘的结构上与第一优选实施例不同。第二优选实施例的基本结构类似于第一优选实施例的结构，并且因此，对于类似部件的描述将不再重复。
参见图6，凸缘71具有凸缘通道，其包括高压室72，连通通道74，流动通道75和分支通道76，该分支通道76与容纳室73相连通，该容纳室73形成在凸缘71中并且连接到连通通道74上。凸缘71具有形成在容纳室73上面的空间85，并且磁性传感器84通过由热绝缘材料形成的安装部件83设置在空间85中。C环82设置在安装部件83下面的空间85中，以用于防止安装部件83和磁性传感器84从空间85中脱离出。可移动主体或者滑阀77设置在容纳室73中并且具有上部小直径部分78，下部大直径部分79和磁铁81。滑阀77由螺旋弹簧80推动向下到连通通道74中。当压差没有作用在滑阀77上时，滑阀77与连通通道74的内壁的下部接触。当磁铁81接近磁性传感器84时，放大器基于磁性传感器84的输出识别出在高压室72和流动通道75之间的压差较大。当磁铁81远离磁性传感器84时，放大器基于磁性传感器84的输出识别出在高压室72和流动通道75之间的压差较小。第二优选实施例提供与第一优选实施例相同的优点。
本发明不限于上述的第一到第二优选实施例，但是还可以用不同的可替换的实施例进行实施，如下面示例的。
在上述第一和第二优选实施例中，可移动主体垂直滑动或者移动。可选择的，可移动主体可在任意方向上滑动或者移动，例如压缩机的宽度方向或者纵向方向。在这种情况下，可移动主体滑动和移动的方向设置对应于凸缘安装到壳体上的位置，或者设置与凸缘的安装位置无关。
在上述第一和第二优选实施例中，在排出侧上制冷气体的流速被检测。可选择的，在吸入侧上的制冷气体的流速可被检测。例如，凸缘可设置在压缩机的吸入室和外部制冷通路之间，并且提供有可移动主体，磁性传感器等，以用于检测在吸入侧上制冷气体的流速。
在上述第一和第二优选实施例中，节流阀提供在凸缘通道中，在节流阀的上游和下游压力之间的压差由检测传感器所检测。可选择的，检测传感器可以为止回阀型，其作为止回阀来响应于在凸缘通道中相对流体的阻力来打开或关闭。
在上述第一和第二优选实施例中，凸缘由金属形成。可选择的，凸缘可以由热绝缘材料形成，例如树脂等。在这个情况下，相对于使用金属凸缘的情况，热量很难传送到磁性传感器上。因此，用于垫圈和安装部件的材料不必限于热绝缘材料。而且，垫圈和安装部件可以去除。在去除垫圈和安装部件的情况下，磁性传感器直接安装到凸缘上。
上述的第一和第二优选实施例分别示出了固定的节流阀的例子，以及使用可移动主体的可变节流阀的例子。只要提供的结构使得可移动主体响应于压差室可移动的，高压室，连通通道，流动通道和分支通道可任意改变。
在上述第一和第二优选实施例中，控制阀的排量基于通过第一压力引入通道引入的吸入压力进行控制。排量控制阀可以由通过第二压力引入通道连接到外部制冷通路并且响应于控制信号和两点之间的压差可操作的控制的控制阀进行替换，或者通过其电磁作用力可操作地控制阀体的关/闭电磁阀进行替换。
因此，当前的例子和实施例认为是示例而不是限制，并且本发明不限于在此给出的详细内容，而是在附加的权利要求范围内可进行修改。
权利要求
1.一种可变排量压缩机，其包括具有缸孔和曲柄箱的壳体；形成在壳体中的制冷通道，该制冷通道包括吸入压力区域和排出压力区域；设置在缸孔中的活塞；设置在曲柄箱中的隔板；连接到壳体上的凸缘，该凸缘形成用于连接制冷通道和外部制冷通路的凸缘通道；根据在凸缘通道中的制冷气体的流速可移动的可移动主体；该可移动主体具有磁体；和检测磁铁的磁通密度的检测传感器，其中隔板倾斜角根据在曲柄箱中压力和在通过活塞的缸孔中的压力之间的压差进行控制，在曲柄箱中的压力通过用于供给排出压力区域中的压力到曲柄箱中的供给通道，以及用于释放曲柄箱中的压力到吸入压力区域的排放通道进行调节，并且制冷气体的流速基于检测传感器检测到的磁通密度进行检测，其特征在于可移动主体被可移动的设置在凸缘中；检测传感器固定到或者在凸缘中；和在凸缘提供有可移动主体和检测传感器的情况下，凸缘可连接到和可脱离壳体。
2.如权利要求1所述的可变排量压缩机，其中热绝缘材料提供在凸缘和壳体之间。
3.如权利要求2所述的可变排量压缩机，其中热绝缘部件是由热绝缘材料形成的垫圈。
4.如权利要求1所述的可变排量压缩机，其中节流阀提供在凸缘通道中，并且可移动主体通过在节流阀上游和下游的凸缘通道中压力之间的压差是可移动的。
5.如权利要求4所述的可变排量压缩机，其中节流阀由凸缘的分隔物形成。
6.如权利要求1所述的可变排量压缩机，其中凸缘通道包括用于设置可移动主体在其中的容纳室。
7.如权利要求1所述的可变排量压缩机，其中检测传感器通过安装部件固定到凸缘上，使得检测传感器与凸缘间隔预定的间隙。
8.如权利要求7所述的可变排量压缩机，其中安装部件由热绝缘材料形成。
9.如权利要求1所述的可变排量压缩机，其中检测传感器通过安装部件固定在凸缘中。
10.如权利要求9所述的可变排量压缩机，其中安装部件由热绝缘材料形成。
11.如权利要求1所述的可变排量压缩机，其中凸缘由热绝缘材料形成。
全文摘要
可变排量压缩机包括凸缘，可移动主体和检测传感器。该凸缘连接到壳体上并且形成用于连接制冷通道和外部制冷通路的凸缘通道。该可移动主体设置在凸缘中，根据在凸缘中的制冷气体的流速是可移动的，并且具有磁铁。该检测传感器固定或者在凸缘中，以用于检测磁铁的磁通密度。制冷气体的流速基于检测传感器检测到的磁通密度进行检测。凸缘可固定和可脱离壳体，在凸缘提供由可移动主体和检测传感器的情况下。
文档编号G01F1/38GK101070839SQ200710102900
公开日2007年11月14日 申请日期2007年5月11日 优先权日2006年5月12日
发明者太田雅树, 樽谷知二, 园部正法, 井上宜典 申请人:株式会社丰田自动织机