活塞式压缩机的制作方法

专利名称：活塞式压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用旋转阀作为吸气阀的活塞式压缩机。
背景技术：
例如，在用作车辆空调制冷器的压缩机的活塞式压缩机中，通常使用簧片式吸气阀。当活塞从上止点移到下止点时，在压缩腔的容积增加的过程中，由于压缩腔中的压力低于吸气压力区的压力，吸气压力区的制冷气体通过推开吸气阀从而流进压缩腔。当制冷气体从吸气压力区被吸入压缩腔时，由不同的压力控制阀，如簧片阀，构成的吸气阀总能保证开始吸气的合适时间点。但是，这种由不同的压力控制阀构成的吸气阀由于自激的振动会产生不正常的噪音。
因而，传统的活塞式压缩机一直使用旋转阀作为吸气阀，这种旋转阀不会产生自激的振动。总是与吸气压力区连通的吸气导引通道形成在该旋转阀中，且位于压缩腔一侧的吸气导引通道在旋转阀的外周面上开口。因此，当旋转阀与压缩机的旋转轴一体旋转时，该吸气导引通道在压缩腔的容积增加过程中与压缩腔保持连通。
在这种使用旋转阀作为吸气阀的活塞式压缩机中，由吸气导引通道在旋转阀的外周面上打开的位置决定制冷气体从吸气压力区开始被吸入压缩腔的时间点。但是，开始吸气的合适时间点根据活塞式压缩机的驱动状态而不同。换句话说，由于活塞式压缩机的转速变化而导致吸气压力变化，并且可变排量压缩机的排量变化而导致吸气压力变化以及其他类似原因，从而开始吸气的合适时间点不同。因此，使用旋转阀作为吸气阀是难以使开始吸气的实际时间点和开始吸气的合适时间点保持同步。
因此，当开始吸气的实际时间点比开始吸气的合适时间点早很多时，压缩腔中的制冷气体的压力比连通吸气压力区的吸气导引通道中的压力高。因此，压缩腔中的制冷气体流回到旋转阀中的吸气导引通道中，从而产生巨大的吸气振动。吸气振动将会导致压缩机产生反常的噪音。并且，当压缩腔中的高温制冷气体流回到吸气导引通道中时，被吸入到另一压缩腔中的制冷气体被加热并膨胀，从而将会降低活塞式压缩机的容积效率。
相反地，当开始吸气的实际时间点比开始吸气的合适时间点晚很多时，压缩腔中的压力比吸气压力区的压力低很多。这种压差将使制冷气体迅速地流到压缩腔中，从而产生巨大的吸气振动。
为了解决上述问题，已经有人提出在旋转阀中形成槽道，该槽道的外周面位于吸气导引通道的开口边缘处，例如，上述结构在日本未审公开专利文件5-164044中被公开。槽道在旋转阀的旋转方向上形成在吸气导引通道的开口的前侧。因此，槽道比吸气导引通道的另一开口部分先与压缩腔连通，从而，当吸气导引通道开始与压缩腔连通时，少量的制冷气体流进压缩腔并从压缩腔流出。
因此，即使开始吸气的实际时间点比开始吸气的合适时间点早很多，从压缩腔流回到吸气导引通道中的制冷气体量小，从而抑制了吸气振动和容积效率降低。相反地，即使开始吸气的实际时间点比开始吸气的合适时间点晚很多，抑制了制冷气体迅速地从吸气导引通道流入压缩腔，从而抑制了吸气振动。
在上述公开文件中，即使制冷气体量小，槽道也使制冷气体流进压缩腔并从压缩腔流出。即，即使采用上述专利文件公开的技术手段，仍不能消除开始吸气的实际时间点和开始吸气的合适时间点之间的时间差，从而，不能保证由于时间差而产生的问题，如反常的噪音被有效地抑制。因此，必须通过调节开始吸气的时间点来有效地抑制噪音，其中该时间点响应于使用旋转阀作为吸气阀的活塞式压缩机的驱动状态。

发明内容
根据本发明，一种活塞式压缩机具有壳体、旋转轴、活塞、旋转阀、吸气定时控制通道和吸气定时控制阀。该壳体形成吸气压力区和多个分别形成压缩腔的气缸孔。壳体旋转地支撑该旋转轴。气缸孔设置在旋转轴周围。活塞容纳于每一气缸孔中。旋转阀具有用来使气体从吸气压力区引导到压缩腔的吸气导引通道。当压缩腔与吸气导引通道连通时，气体通过吸气导引通道从吸气压力区被吸入压缩腔。吸气定时控制通道形成在旋转阀中。吸气定时控制通道的第一端总是与吸气压力区连通，而吸气定时控制通道的第二端比吸气导引通道先与压缩腔连通。吸气定时控制阀设置在吸气定时控制通道中。吸气定时控制阀具有阀体，该阀体响应于打开阀体的作用力和关闭阀体的作用力之间所产生的压力差而打开或关闭吸气定时控制通道，其中打开阀体的作用力由吸气压力区的一侧的压力产生，而关闭阀体的作用力由压缩腔的一侧的压力产生。
结合附图及下面以示例方式对本发明的原理的描述，本发明的其它方面及有益效果将显得很清楚。


在下面的权利要求中提出了本发明的新颖特征。结合附图及下面对优选实施例的描述，能透彻理解本发明及本发明的目的和有益效果，附图如下图1是本发明第一优选实施例中的变排量斜盘式压缩机的纵截面图；图2是沿图1所示I-I线的横截面图；图3是本发明第一优选实施例中的吸气定时控制阀处于打开状态时的局部放大纵截面图；图4是本发明第二优选实施例的局部放大纵截面图；图5是本发明第三优选实施例的局部纵截面图；图6是沿图5所示II-II线的横截面图；图7是本发明第三优选实施例的局部放大纵截面图；图8A是一透视图，表示吸气定时控制阀处于关闭状态时旋转阀的旋转运动；图8B是一透视图，表示吸气定时控制阀处于打开状态时旋转阀的旋转运动；和图9是本发明第四优选实施例的局部放大纵截面图。
具体实施例方式
现在将描述本发明第一至第四优选实施例中的可变排量斜盘式压缩机，该压缩机使用于车辆空调中用来压缩制冷剂。在第二至第四优选实施例中将只描述与第一优选实施例的差别。在第二至第四优选实施例中，相同的附图标记表示第一优选实施例中的基本相同的构件，并且省略了对这些构件的描述。
现在将参照图1至3描述本发明的第一优选实施例。左侧和右侧分别对应于图1中的压缩机10的前侧和后侧。
如图1所示，压缩机10包括气缸体11、连接于气缸体11的前端的前壳体12，通过阀孔组件13连接于气缸体11的后端的后壳体14。气缸体11、前壳体12和后壳体14共同形成压缩机10的壳体。
曲柄腔15形成在由气缸体11和前壳体12所包围的区域中。旋转轴16穿过曲柄腔15并被前壳体12和气缸体11旋转地支撑。旋转轴16可操作地连接于启动车辆的发动机(未示出)并通过接收发动机的能量而旋转。
耳板20在曲柄腔15中固定地连接于旋转轴16以与旋转轴16一体旋转。斜盘或凸轮盘21容纳于曲柄腔15中。旋转轴16滑动且倾斜地支撑斜盘21。铰接机构22夹置于耳板20和斜盘21之间。因此，斜盘21与耳板20和旋转轴16一体旋转，同时，由于通过铰接机构22在旋转斜盘21和耳板20之间进行铰接连接并且也由于旋转轴16的支撑，斜盘21随着在旋转轴16的旋转中心轴(在此，即是轴)L的方向上的滑动运动而相对于旋转轴16倾斜。
压缩机10具有多缸活塞式压缩机构。如图1和2所示，多个气缸孔23(在第一实施例中是五个，在图1中仅示出一个)形成在气缸体11中从而等角间距地环绕旋转轴16的后侧并在气缸孔11中延伸。单头活塞24容纳于每一气缸孔23中以在其中往复运动。
如图1所示，活塞24和阀孔组件13分别关闭气缸孔23的前后开口，气缸孔23在其中形成压缩腔26，压缩腔26的容积随着活塞24的往复运动而变化。每一活塞24通过一对滑靴25啮合斜盘21的外周边。因此，斜盘21随着旋转轴16的旋转而旋转，斜盘21的旋转运动通过滑靴25被转变成活塞24的往复运动。
吸气腔27和排气腔28形成在后壳体14中，吸气腔27是吸气压力区的一部分。吸气腔27形成在后壳体14的中心处。排气腔28形成为环绕吸气腔27。与外部制冷循环管路的热交换器的低压侧连接的外部管路连接于吸气腔27。与外部制冷管路的热交换器的高压侧连接的另一外部管路与排气腔28连接。外部制冷循环管路和压缩机10共同形成制冷循环系统(制冷循环)。
当活塞24从上止点移到下止点时，由于压缩腔26的容积增加，吸气腔27中的制冷气体通过设置在气缸体11中的吸气阀装置55被吸入压缩腔26中。当活塞24从下止点移到上止点时，由于压缩腔26的容积减小，被吸入压缩腔26中的制冷气体被压缩至达到预定压力并通过分别形成在阀孔组件13上的排气孔29和排气阀30被排放到排气腔28。
压缩机10设置有排气通道31、供送通道32和设置在压缩机壳体中的控制阀33。曲柄腔15和吸气腔27通过排气通道31相互连通。排气通道31具有沿旋转轴16的轴线L形成的轴向通道34。轴向通道34的入口34a在邻近耳板20处朝曲柄腔15开口，轴向通道34的出口34b在旋转轴16的后端面处开口。排气腔28和曲柄腔15通过供送通道32相互连通。公知的电磁控制阀33设置在供送通道32中。
通过调节控制阀33的打开程度，通过供送通道32被吸入曲柄腔15中的高压气体量和通过排气通道31从曲柄腔15排出的气体量之间的平衡得到了控制，从而决定了曲柄腔15中的压力。响应于曲柄腔15中的压力变化，活塞24使曲柄腔15和压缩腔26中的压差变化，从而使斜盘21的倾斜角改变。因此，调节了活塞24的冲程，即，调节了压缩机10的排量。
例如，随着曲柄腔15中的压力下降，斜盘21的倾斜角增加并且活塞24的冲程增加，从而增加了压缩机10的排量。相反地，随着曲柄腔15中的压力上升，斜盘21的倾斜角减小且活塞24的冲程减小，从而减小了压缩机10的排量。
现在将描述吸气阀装置55。
如图1和2所示，气缸容纳孔17形成在压缩机10的壳体的气缸体11的中心处，气缸孔23环绕该气缸容纳孔17。凸起11a形成在气缸体11的后端面上，该凸起11a环绕容纳孔17的开口，凸起11a通过阀孔组件13伸入后壳体14的中心部分。因此，容纳孔17和吸气腔27串联地设置在轴线L的方向上。容纳孔17和压缩腔26通过多个吸气通道18(在第一优选实施例中是五个)连通，该吸气通道18以轴线L为中心环绕轴线L径向地形成在气缸体11中。
旋转阀或转子35旋转地容纳于容纳孔17中。旋转阀35基本上是一圆柱体，其底部位于前侧。容纳孔17的内周面17a和旋转阀35的外周面35b相互滑动接触。在轴向上向前延伸的连通孔35c形成在旋转阀35的前端侧。吸入腔36和旋转轴16的轴向通道34通过连通孔35c连通，该吸入腔36是旋转阀35的圆柱形空间。吸入通道36和吸气腔27连通。连通孔35c和吸入腔36是排气通道31的一部分。
旋转阀35的前端直径小(小直径部分35a)。装配孔16a形成在旋转轴16的后端面，该后端面面向容纳孔17。旋转阀35的小直径部分35a压装入旋转轴16的装配孔16a中。因此，旋转轴16和旋转阀35沿相同的轴线L设置并彼此连成一体，从而，随着旋转轴16的旋转，即，随着活塞24的往复运动，旋转阀35以旋转轴16的轴线L为中心绕轴线L旋转。应注意，旋转阀35的外周面35b和容纳孔17的内周面17a构成滑动轴承面，用来可转动地支撑旋转轴16的后端部分。
位于圆周方向上的预定角度范围内的吸气导引孔37形成在旋转阀35的外壁39上，吸气导引孔37总是与吸入腔36保持连通。吸气导引孔37用作吸气导引通道，随着旋转阀35的旋转，该吸气导引通道使吸入腔36，即吸气腔27和从压缩腔26延伸出的吸气通道18保持连通。
换句话说，当压缩腔26转变成容积增加过程中时，旋转阀35的吸气导引孔37和气缸体11的吸气通道18连通。因此，吸气腔27中的制冷气体依次通过吸入腔36、旋转阀35的吸气导引孔37和气缸体11的吸气通道18被吸入压缩腔26中。应注意，在压缩腔26的体积增加过程中，吸入导引孔37开始与吸气通道18(压缩腔26)连通。
当压缩腔26的体积增加过程结束时，即，当活塞24处于下止点时，吸入导引孔37在圆周方向上完全离开吸气通道18，从而阻止了制冷气体从吸入腔36被吸入压缩腔26中。当压缩腔26转变到容积减小的过程时，旋转阀35的外周面35b的密封区使吸气通道18和吸入腔36之间保持封闭状态，从而，没有抑制制冷气体被压缩，也没有抑制被压缩的制冷气体被排到排气腔28中。
根据第一优选实施例，在旋转阀35中，第一吸气阀包括外周面35b的密封区和吸入导引孔37，该密封区用来关闭吸气通道18，该吸入导引孔37使吸气通道18和吸入腔36之间连通。特别地，吸入导引孔37视为第一吸气阀的第一孔。
现在将描述吸气定时控制机构(吸气定时控制通道和吸气定时控制阀)，当制冷气体从吸气腔27被吸入压缩腔26时，该吸气定时控制机构总能保证开始吸气的合适时间点。
如图1和2所示，阀壳体41设置在旋转阀35的吸入腔36中，该阀壳体41在圆周方向上从旋转阀35的外周壁39部分向内设置。阀壳体41从吸入腔36的内底端向旋转阀35的开口端延伸。圆柱形阀腔42形成在阀壳体41中，阀腔42的后端具有开口并且阀腔42沿旋转阀35的轴线L方向延伸。
阀腔42的后端在旋转阀35的开口端处朝吸气腔27开口。固定地插入阀腔42的开口端的锥体43封闭阀腔42的内部空间。用来连通吸气腔27和阀腔42的内部空间的阀孔43a形成在锥体43中。阀孔43a在阀腔42的内部空间侧的开口位于锥体43的内端面43b上。台阶42a形成在阀腔42的内部空间中并位于邻近中间部分的内周面上，从而在阀腔42的内部空间中，锥体43侧的直径大于另一侧的直径。
圆柱型提升阀44容纳于阀腔42中，提升阀44在关闭位置(如图1所示)和在打开位置(如图3所示)之间可操作地滑动，在关闭位置，阀孔43a关闭，从而提升阀44的顶端面44a接触锥体43的内端面43b，在打开位置，阀孔43a打开(全部打开)，从而背面44b的外周边接触台阶42a的壁面。换句话说，提升阀44的顶端面44a用作密封面，锥体43的内端面43b用作阀座表面。
提升阀44在偏离旋转阀35的位置沿旋转阀35的轴线L方向滑动。即，提升阀44偏离轴线L，从而阀腔42的中心轴S与旋转阀35的轴L平行。更具体地说，提升阀44被设置成使轴S相对于假想平面朝位于上死点的活塞24的轴P侧偏离，该假想平面与另一个包括旋转阀35的轴L和中心轴P的假想平面垂直相交。
通过将提升阀44设置在阀腔42中，背压腔45和连通腔46形成在阀腔42中。背压腔45位于提升阀44的背面44b的一侧，即，图1中的左侧。连通腔46位于提升阀44的顶端面44a的一侧，即，图1中的右侧。在径向上延伸的连通孔47形成在旋转阀的外周壁39的后端。连通孔47的内端在邻近于锥体43的位置处开口，该锥体43位于阀腔42的内周面上。在提升阀44接触台阶42a的壁面以打开阀孔43的状态下，连通孔47的内端直接朝连通腔46打开以与阀孔43a连通，进一步地，连通孔47通过连通腔46与吸气腔27连通。
连通孔47的外端在旋转阀35的外周面35b上开口，连通孔47的开口部分设置在密封区，该密封区面向与压缩腔26连接的吸气通道18，此时该压缩腔26的容积减小过程基本结束了。即，连通孔47开始与连接压缩腔26的吸气通道18连通的时间是在容积减小的过程中(在第一优选实施例中容积减小过程基本结束了)。因此，在上述活塞24定位于上死点的状态下，连通孔47已经开始与吸气通道18连通，该吸气通道18与上述活塞24的对应压缩腔26连接。因此，在容积增加的过程中连通孔47比吸入导引孔37先与连接压缩腔26的吸气通道18连通。
在第一优选实施例中，在容积增加的过程中，由阀孔43a、连通腔46和连通孔47构成的吸气定时控制通道在第一端总是与吸气腔27连通，并且该控制通道在第二端比吸入导引孔37先与连接压缩腔26的吸气通道18连通。特别地，阀孔43a(严格地说，吸气腔27的那侧的开口端)用作吸气定时控制通道的第一端，连通孔47(严格地说，外端)用作吸气定时控制通道的第二端。
提升阀44的外周面和阀腔42的内周面之间具有间隙(径向间隙)。连通孔47和背压腔45通过提升阀44和阀腔42之间的间隙总是保持连通。因此，在连通孔47与连接压缩腔26的吸气通道18连通的状态下，压缩腔26中的压力通过连通孔47与提升阀44和阀腔42之间的间隙被施加在背压腔45中。
由盘簧构成的促动弹簧48插入阀腔42中并位于阀腔42的内底面和提升阀44的背面44b之间。相对于阀腔42中的台阶42a的前侧的区域(小直径部分)用作导引部分，用来导引促动弹簧48的固定端并使该弹簧的状态稳定。促动弹簧48朝锥体43推动提升阀44，即，关闭阀孔43a。
提升阀44的位置，即，提升阀44的阀孔43a的打开和关闭状态由关闭阀的作用力和打开阀的相反作用力之间的力平衡决定，关闭阀的作用力即是促动弹簧48关闭阀的推力和由背压腔45中的压力，也即压缩腔26中的压力施加在背面44b上而产生的作用力之和，该相反作用力是由阀孔43a中的压力(即吸气腔27中的压力)施加在顶端面44a上而产生的作用力。
促动弹簧48具有相当小的推力。因此，当阀孔43a中的压力稍高于背压腔45中的压力时，座在锥体43的内端面43b上的提升阀44立即离开内端面43b并朝接触台阶42a的位置移动。并且，在阀孔43a打开的状态下，当背压腔45中的压力稍高于连通腔46中的压力时，提升阀44立即离开台阶42a并座在锥体43的内端面43b上，从而关闭阀孔43a。
在第一优选实施例中，阀壳体41、阀腔42、阀孔43a、提升阀44、背压腔45、连通腔46、连通孔47、促动弹簧48和类似构件共同形成吸气定时控制阀(第二吸气阀)，该控制阀由不同的压力控制阀构成。特别地，提升阀44可以视为吸气定时控制阀的阀体，连通孔47可以视为形成在第二吸气阀上的第二孔。
如上所述，旋转阀35的连通孔47比吸气导引孔37先与连接压缩腔26的吸气通道18连通。在该状态下，当压缩腔26中的压力高于吸气腔27中的压力时，即，当开始吸气的时间点太早时，提升阀44通过背压腔45中产生的压力和促动弹簧48的推力而使阀孔43a保持关闭(如图1所示)。因此，开始吸气的时间点被延迟，从而，由于压缩腔26的容积增加，压缩腔26中的压力减小。因此，当压缩腔26开始与吸气腔27连通时，抑制了制冷气体从压缩腔26流回到吸气腔27。
相反地，在连通孔47比吸气导引孔37先与连接压缩腔26的吸气通道18连通的状态下，当压缩腔26中的压力低于吸入腔27中的压力时，提升阀44通过吸气腔27中的压力产生的力立即打开阀孔43a，其中该力通过阀孔43a施加在提升阀44上(如图3所示)。因此，抑制了制冷气体开始从吸气腔17被吸入压缩腔26的合适时间点被延迟，从而抑制了制冷气体迅速地从吸气腔27流入压缩腔26。
应注意，在第一优选实施例中，连通孔47的开口位置和区域及吸气导引孔37的开口位置和区域根据旋转阀35的外周面35b而定，从而，通过提升阀44打开阀孔43a，制冷气体开始从吸气腔27被吸入压缩腔26中。
并且，在第一优选实施例中，在吸气通道18与容纳孔17连通的状态转变成吸气通道18与吸入导引孔37连通的状态的过程中，制冷气体继续从吸气腔27被吸入压缩腔26中。即，外周面35b上的在旋转阀35的外周面35b连通孔47的开口和吸气导引通道37的开口之间的圆周宽度35d小于在吸气通道18的开口(容纳孔17的内周面17a上的开口)的圆周方向上的最大宽度，从而，两开口同时与同一吸气通道18(换句话说，同一压缩腔26)连通。
第一优选实施例具有下列有益效果。
(1)该吸气定时控制机构能响应于压缩机10的驱动状态来调节开始吸气的时间点。因此，与日本未审公开专利5-164044公开的技术方案相比，本优选实施例能有效地抑制反常噪音的产生，而其中该日本专利不能调节开始吸气的时间点。
(2)该吸气定时控制机构仅仅只需合适地调节开始吸气的时间点，制冷气体主要通过吸气导引孔37从吸气腔27被吸入压缩腔26中。因此，锥体43和提升阀44的位置之间的最大距离很小，从而防止产生一些问题，如由于压差而引起的自激振动。
(3)例如，在没有使用旋转阀的可变排量斜盘式压缩机中，当斜盘的倾斜角大时，为了使吸入到压缩腔中的制冷气体量增加，由不同压力控制阀构成的吸气阀的开口程度需要更大。即，吸气阀的阀体打开的最大距离(即阀体从其所处的位置移到接触止动件之间的距离)要更大。因此，因为在斜盘的小倾斜角期间流入压缩腔中的制冷气体量小，阀体倾向于不接触制动件且产生自激振动。
但是，在第一优选实施例中，如上所述，提升阀44位于锥体43上的位置和提升阀44接触台阶42a的壁面时所处的位置之间的距离可以是小的。因此，即使在这种情况下，即斜盘21的倾斜角小从而吸气腔27中的制冷气体通过阀孔43a、连通腔46和连通孔47流入压缩腔26中的情况下，提升阀44接触台阶42a的壁面并且不会产生自激振动。
(4)在压缩腔26的容积减小期间，连通孔47开始与压缩腔26连通。因此，即使制冷气体开始从吸气腔27被吸入压缩腔26的合适时间点刚好出现在压缩腔26从体积减小过程转变成体积增大过程之后，提升阀44立即可操作地打开以使吸气腔27与压缩腔26连通。因此，有效地抑制了由开始吸气的合适时间点延迟，从而当压缩腔26开始与吸气腔27连通时，进一步有效地抑制了制冷气体迅速从吸气腔27流入压缩腔26。
(5)提升阀44偏离旋转阀35的轴线L。因此，环绕吸气通道18的开口在偏离提升阀的一侧将能保证密封，因为离心力使旋转阀35的外周面35b被紧紧地压住。
特别地，在第一优选实施例中，提升阀布置成使得提升阀44的轴线S相对于一假想平面朝处于上死点的活塞的轴线P偏离旋转阀35的轴线L，其中包括轴线L的该假想平面与另一个包括轴线L和轴线P的假想平面垂直相交。因此，在后来的容积减小期间，离心力使旋转阀35的外周面35b紧紧压靠在与压缩腔26连接的吸气通道18的开口周围，从而完全抑制了高压制冷体从压缩腔26泄漏，即，压缩泄漏。从而提高了压缩机10的性能。
(6)与由簧片阀构成的吸气定时控制阀相比，由提升阀构成的吸气定时控制阀很少会产生自激振动。
(7)提升阀44沿旋转阀35的轴线L滑动用以打开和关闭阀孔43a。因此，具有吸气定时控制阀的旋转阀35易被使用，其中该吸气定时控制阀由提升阀构成。即，旋转阀35在径向上的空间比在轴线L方向上的空间小，同时，提升阀需要大的空间以在该方向上(轴线S的前后方向上)前后移动。
现在将参照图4描述本发明的第二优选实施例。
如图4所示，第二优选实施例与第一优选实施例的不同在于提升阀44的外周面和阀腔42的内周面之间没有间隙。吸气通道18在容纳孔17的内周面17a上的开口区域被加宽而邻近背压腔45的外周面。孔61形成在旋转阀35的外周壁39上，该孔61与背压腔45连通并在旋转阀35的外周面35b上开口。孔61和连通孔47都在基本相同的时间点开始与相同的吸气通道18连通并且都在基本相同的时间点与同一吸气通道18完成连通。因此，压缩腔26中的压力通过吸气通道18和孔61被施加在背压腔45中。
本发明的第二优选实施例除了具有第一优选实施例中的上述有益效果(1)至(7)外，还具有下列有益效果。
(8)背压腔45通过专用通道(孔61)与吸气通道18连通。因此，在吸气通道18与孔61和连通孔47连通的状态下，压缩腔26中的压力直接反映了背压腔45中的压力。因此，在开始吸气的合适时间点时，提升阀44立即移动从而基本上毫无延迟地打开阀孔43a，从而提升阀44的延迟响应有效地防止了开始吸气的实际时间点由开始吸气的合适时间点延迟。
下面将参照图5至图8B描述本发明的第三优选实施例。
如图5所示，在第三优选实施例中，省略了旋转轴16的轴向通道34和旋转阀35的连通孔35c，而排气通道31经过气缸体11、阀孔组件13和后壳体14从曲柄腔15到达吸气腔27。
如图6所示，在第三优选实施例的旋转阀35中省略了第一实施例中用于形成阀壳体41的的内设部分。旋转阀35的吸入通道36是圆柱形的。因此，吸入腔36的内周面36a是旋转阀35的外周壁(圆柱形壁)39的圆柱形内表面。吸入腔36还兼作阀腔42。在旋转阀35中省略了锥体43(阀孔43a，如图3所示)。
吸入腔36是吸气定时控制通道的一部分。特别地，吸入腔36在吸气腔27的一侧的开口端用作吸气定时控制通道的第一端。环形夹51装配在吸入腔36中而邻近吸气腔27。
其一端具有底部的圆柱形提升阀50容纳于吸入腔36中。提升阀50布置成使得该提升阀50的底部位于后侧(图5中的右侧)上。提升阀50在外底面的外周边接触(位于)环形夹51(如图5所示)的位置和提升阀50的开口端接触吸入腔36(如图7所示)的内底面(止动件)的位置之间可操作的滑动。提升阀50进行滑动从而提升阀50的外周面50a在吸入腔36的内周面36a上滑动。即，旋转阀35的外周壁39还兼作用于滑动地保持提升阀50的圆柱形壁，且提升阀50的轴线S与旋转阀35的轴线L同轴。
连通孔47的内端在吸入腔36的内周面36a上朝一区域开口，该区域距离提升阀59比距离环形夹51更近。吸入导引孔37的内端在吸入腔36的内周面36a上朝一区域开口，该区域位于沿轴线S的方向从环形夹51的前侧至环形夹51的后侧之间的范围内。
图8A和8B线性地描述了旋转阀35的旋转运动，并描述了吸入导引孔37和连通孔47绕轴线L的旋转运动，其中在图中将旋转运动转变成朝左侧运动。
如图8A中的阴影线所示，在提升阀50移动以接触环形夹51的状态下，提升阀50的外周面50a的第一阀部分50a-1关闭开口，该开口使吸入腔36和连通孔47连通。并且，在提升阀50移动以接触环形夹51的状态下，与提升阀50的外周面50a上的第二阀部分50a-2使开口的打开程度最小(但不是完全关闭)，其中该第二阀部分50a-2不同于第一阀部分50a-1，该开口使吸入腔36和吸入导引孔37连通。
如图8B所示，在提升阀50移动到接触吸入腔36的内底面的位置的状态下，提升阀50的第一阀部分50a-1打开开口，该开口使吸入腔36和连通孔47连通。并且，在提升阀50移动到接触吸入腔36的内底面的位置的状态下，提升阀50的第二阀部分50a-1完全打开该开口，该开口使吸入腔36和连通孔47连通。
孔61贯穿旋转阀35的外周壁39，该孔与背压腔45连通并在旋转阀35的外周面35b上开口。从连通孔47朝前侧延伸的槽60形成在旋转阀35的外周面35b上。孔61与槽60连通，孔61位于吸入腔36的底侧并在背压腔45中开口。因此，在连通孔47与连接压缩腔26的吸气通道18连通的状态下，无论提升阀50处于何位置，压缩腔26中的压力通过吸气通道18、槽60和孔61施加在背压腔45中。
提升阀50的位置，即提升阀50的连通孔47的打开和关闭状态根据关闭阀的作用力和打开阀的相反作用力之间的平衡而定，其中该关闭阀的作用力室由背压腔45中的压力施加在提升阀50的开口侧而产生的，该相反作用力是由连通腔46(吸气腔27)中的压力施加在外底面上产生的。应注意在第三优选实施例中省略了第一优选实施例中的促动弹簧48。进一步地，在第三优选实施例中，制冷气体并不总是通过提升阀50的第一阀部分50a-1打开连通孔47而开始从吸气腔27被吸入压缩腔26中。
在第三优选实施例中，提升阀50、背压腔45、连通孔47、槽60、孔61和类似构件共同形成由不同的压力控制阀构成的吸气定时控制阀(第二吸气阀)。
第三优选实施例除了具有上述的有益效果(1)至(4)、(6)至(8)，还具有下述有益效果。
(9)提升阀50布置成使得该提升阀50的轴线S与旋转阀35的轴线L同轴。因此，提高了旋转阀35的旋转平衡。与旋转阀35的轴线L相比，由于离心力，施加在旋转阀35上的离心负载被减小，从而提高了旋转阀35的耐久性，其中轴线L从提升阀50的轴线S偏离。另外，在旋转阀35中，滑动地保持提升阀50的结构(圆柱形壁)设在与轴线L相同的轴线上，从而，与从轴线L偏离的结构相比，减小了旋转阀35的制造成本。
(10)旋转阀35的外周壁39(圆柱形壁)还兼作用于滑动地保持提升阀50的圆柱形壁。因此，旋转阀35并不需要具有用于滑动地保持提升阀50的另一圆柱形壁，从而进一步减小了旋转阀35的制造成本。另外，因为吸入腔36大，从而，制冷气体通过吸气导引孔37能顺利地从吸气腔27被吸入压缩腔26中，并且提高了吸气效率。
(11)50设有用来打开和关闭连通孔47的第一阀部分50a-1和用来调节吸入导引孔37的开口程度的第二阀部分50a-2。在第一阀部分50a-1打开连通孔47的状态下，第二阀部分50a-2增加吸入导引孔37朝吸入腔36的打开程度。即，例如，当吸入导引孔37开始与压缩腔26连通(在开始吸气的合适时间点已到来或已经过去的状态下)时，在第一阀部分50a-1打开连通孔47的状态下，第二阀部分50a-2增加了吸气导引孔37朝吸入腔36的开口程度。因此，制冷气体通过吸气导引孔37能顺利地从吸气腔27被吸入压缩腔26中，从而提高了压缩机10的吸气效率。
进一步地，在第一阀部分50a-1关闭连通孔47的状态下，第二阀部分50a-2减小吸入导引孔37朝吸入腔36的打开程度。即，例如，当吸入导引孔37开始与压缩腔26连通(开始吸气的合适时间点还没有到来)时，在第一阀部分50a-1关闭连通孔47的状态下，第二阀部分50a-2减小吸入导引孔37朝吸入腔36的打开程度。因此，减小了从压缩腔26反流回到吸入导引孔37的一侧的制冷气体量，从而进一步有效地抑制了吸气振动并抑制了容积效率下降。
总而言之，在第三优选实施例中，提升阀50中的第二阀部分50a-2使压缩机10能恰当地处理“开始吸气的合适时间点的过多延迟”这样的问题，但是第一阀部分50a-1并不能处理这样的问题。
应注意，上面的描述“在吸气导引孔37开始与压缩腔26连通时第一阀部分50a-1关闭连通孔47的状态”易发生在压缩机10的小排量期间。由于制冷气体密度低且干燥或类似特性，压缩机10的小排量将会促进制冷气体传递的振动。因此，对于压缩机10而言，在促进振动传递的小排量期间，特别有效地抑制了吸气振动的产生。
在吸气导引孔37开始与压缩腔26连通一段时间之后，比吸气导引孔37先与吸气通道18连通的连通孔47面向另一压缩腔26，该压缩腔26不同于和吸气导引孔37连通的压缩腔26，如图6所示。因此，在压缩机10的小排量期间，当开始吸气的合适时间点延迟很长时间时，第一阀部分50a-1并不打开面向上述压缩腔26的连通孔47，并且，连通孔47转变成面向另一压缩腔26。
即，当开始吸气的合适时间点被延迟很长时间时，第一阀部分50a-1总是关闭连通孔47，从而第二阀部分50a-2不断地减小吸入导引孔37的开口程度。结果，通过吸入导引孔37流向压缩腔26的制冷气体被节流并被整流，从而，在压缩机10的小排量期间，有效地抑制了容积增加过程中的所有阶段的吸气振动。
现在将参照图9描述本发明的第四优选实施例。
在上述第一至第三优选实施例中，提升阀用作吸气定时控制阀。在第四优选实施例中，如图9所示，簧片阀用作吸气定时控制阀。由簧片阀构成的吸气定时控制阀的结构简单，例如，与提升阀相比，从而减小了吸气定时控制阀的制造过程。
阀容纳槽65形成在旋转阀35的外周面35b上，连通孔66使阀容纳槽65的内部空间与吸入腔36连通。阀容纳槽65与上述优选实施例中的连通孔47(如图2所示)的作用相同。因此，在容积增加期间(如图2所示)，阀容纳槽65的开口65a比吸入导引孔37先与连接压缩腔26的吸气通道18连通。在第四优选实施例中，阀容纳槽65、连通孔66和吸入腔36共同形成吸气定时控制通道。特别地，吸入腔36用作吸气定时控制通道的第一端，阀容纳槽65用作吸气定时控制通道的第二端。
簧片式阀体67容纳于阀容纳槽65中，阀体67响应于吸入腔36和阀容纳槽65之间的压差而打开和关闭连通孔66。设置在阀容纳槽65中的挡板68调节阀体67打开的最大程度。应注意阀体67具有特别小的推力。因此，当吸入腔36中的压力稍高于阀容纳槽65中的压力时，阀体67立即移动以接触挡板68并打开连通孔66。并且，在连通孔66处于打开状态下，当阀容纳槽65中的压力稍高于吸入腔36中的压力时，阀体67立即关闭连通孔66。
在第四优选实施例中，阀容纳槽65、连通孔66、阀体67、挡板68和类似构件共同形成由不同压力控制阀构成的吸气定时控制阀(第二吸气阀)。特别地，阀容纳槽65视为第二吸气阀的第二孔。第四优选实施例具有与上述第一优选实施例中提到的有益效果(1)至(5)。
本发明并不局限于上述实施例，可以具有下述变化形式。
在上述优选实施例中，在压缩腔26的容积减小过程中，连通孔47开始与压缩腔26连通。在一替代实施例中，当压缩腔26的容积减小过程完成时(当活塞处于上死点时)，连通孔47开始与压缩腔26连通。在这种情况下，得到上述第一优选实施例中提到的相同有益效果(4)。
在上述优选实施例中，在压缩腔26的容积减小过程中，连通孔47开始与压缩腔26连通。在一替代实施例中，在压缩腔26的容积增加过程中，在吸气导引孔37开始与压缩腔26连通之前，连通孔47开始与压缩腔26连通。
在上述优选实施例中，在连通孔47的开口和旋转阀35的外周面35b上的吸入导引孔37的开口之间的圆周宽度35d比吸气通道18的开口(在容纳孔17的内周面17a上的开口)在圆周方向上的宽度小，从而，两开口同时与相同的吸气通道18连通。在一替代实施例中，连通孔47的开口和吸入导引孔37的开口之间的圆周宽度比吸气通道18的开口的最大宽度大，从而，两开口并不同时与相同的吸气通道18连通。
在上述优选实施例中，用于连通吸入导引孔37与压缩腔26的通道和连通连通孔47与压缩腔26的通道是单一的吸气通道18，该吸气通道18由孔37和47共享。在一替代实施例中，用于连通连通孔47和压缩腔26的通道不同于吸气通道18而被单独设置在气缸体中。在这种情况下，连通孔47在旋转阀35的外周面35b上的开口布置成偏离吸入导引孔37在轴线L方向上的开口。
在第三优选实施例的替代实施例中，朝吸气腔27的一侧推动提升阀50的促动弹簧设置在背压腔45中，即设置在吸入腔36的内底面和提升阀50的内底面之间。
在上述第三优选实施例中，旋转阀35的外周壁39还兼作用于滑动地保持提升阀50的圆柱形壁。在一替代实施例中，对于旋转阀35而言，除了具有外周壁39(圆柱形壁)以外，还具有一用于提升阀50的专用圆柱形壁，该专用圆柱形壁与外圆周比39同轴地设置。即，旋转阀35具有一双重的圆柱形结构，其包括外侧上的外周壁39和设置在外周壁39内侧并用来保持提升阀的圆柱形壁。
在上述第三优选实施例中，提升阀50调节吸入导引孔37的开口程度。在一替代实施例中，即使提升阀50滑动，提升阀50并不与调节吸入导引孔37的开口程度相关。例如，在上述第三优选实施例中，吸入导引孔37和连通孔47布置成使得它们在轴线S方向上重叠，但是，在一替代实施例中，连通孔47相对于吸入导引孔37设置在前侧，而环形夹51相对于吸入导引孔37设置在前侧。
在上述第四优选实施的变化实施例中，用来打开和关闭阀体67的连通孔66的部分用作第一阀部分，并且，用于调节吸入导引孔37的开口程度的第二阀部分设置在阀体67中。因此，获得上述第三实施例中提到的有益效果(11)。
在一替代实施例中，本发明适用于摆动式可变容量压缩机。
在一替代实施例中，本发明适用于双头活塞式压缩机。
在一替代实施例中，本发明适用于摆动凸盘式压缩机。
因此，本发明的例子及实施例是阐述性的，不是限制性的，本发明并不局限于上述描述，可以在下述权利要求书所限定的范围内进行改变。
权利要求
1.一种活塞式压缩机，它包括形成吸气压力区和多个气缸孔的壳体，该多个气缸孔分别形成压缩腔；旋转轴，壳体旋转地支撑该旋转轴，气缸孔环绕该旋转轴设置；活塞，该活塞容纳于每一气缸孔中；旋转阀，该旋转阀具有吸气导引通道，该吸气导引通道用来使气体从吸气压力区被吸入压缩腔中，当压缩腔与吸气导引通道连通时，该气体通过吸气导引通道从吸气压力区被吸入压缩腔中；形成在旋转阀中的吸气定时控制通道，该吸气定时控制通道的第一端总是与吸气压力区保持连通，而吸气定时控制通道的第二端比吸气导引通道先与压缩腔连通；和设置在吸气定时控制通道中的吸气定时控制阀，该吸气定时控制阀具有阀体，该阀体响应于打开阀体的作用力和关闭阀体的作用力之间的压力差而打开和关闭吸气定时控制通道，其中打开阀体的作用力是由吸气压力区的一侧的压力产生的，而关闭阀体的作用力是由压缩腔的一侧的压力产生的。
2.根据权利要求1所述的活塞式压缩机，其特征在于吸气定时控制通道的第二端开始与压缩腔连通的时间处于压缩腔的容积减小过程期间或处于容积减小过程完成时的时间。
3.根据权利要求1所述的活塞式压缩机，其特征在于吸气定时控制阀由作为阀体的提升阀构成。
4.根据权利要求3所述的活塞式压缩机，其特征在于作为阀体的提升阀通过沿旋转阀的旋转中心轴线滑动而打开和关闭吸气定时控制通道。
5.根据权利要求4所述的活塞式压缩机，其特征在于提升阀设置成使得提升阀的轴线与旋转阀的轴线同轴。
6.根据权利要求5所述的活塞式压缩机，其特征在于提升阀设置在旋转阀中以可在旋转阀的外周壁的圆柱形内表面上滑动。
7.根据权利要求1所述的活塞式压缩机，其特征在于吸气定时控制阀由簧片阀构成。
8.根据权利要求1所述的活塞式压缩机，其特征在于吸气定时控制阀的阀体包括用来打开和关闭吸气定时控制通道的第一阀部分和用来调节吸气定时控制通道的开口程度的第二阀部分，在第一阀部分打开吸气定时控制通道的状态下，第二阀部分增加吸气导引通道的打开程度，而在第一阀部分关闭吸气定时控制通道的状态下，第二阀部分减小吸气导引通道的关闭程度。
9.根据权利要求1所述的活塞式压缩机，其特征在于吸入通道从压缩腔延伸用以连通吸入导引通道和压缩腔，吸入通道被打开以面向旋转阀的外周面，吸气定时控制阀的阀体处在偏离旋转阀的轴线的位置。
10.根据权利要求9所述的活塞式压缩机，其特征在于吸气定时控制通道由提升阀构成，提升阀的提升阀部分设置成相对于一假想平面偏向活塞的轴线的一侧，该假想平面包括旋转阀的轴线并与另一假想平面垂直相交，该另一假想平面包括旋转阀的轴和活塞处于上死点时的轴线。
11.根据权利要求9所述的活塞式压缩机，其特征在于具有这样一种状态，即，吸气定时控制阀的第二端和吸气定时通道同时与相同的压缩腔连通。
12.根据权利要求1所述的活塞式压缩机，其特征在于，其进一步包括操作地连接旋转轴的斜盘，该斜盘用于将旋转轴的旋转运动转变成活塞的往复运动，通过改变斜盘的倾斜角来改变活塞的冲程，从而改变了压缩机的排量。
13.一种活塞式压缩机，一第一吸气阀形成在与旋转轴一体旋转的转子中，第一吸气阀随着旋转轴的旋转而与旋转轴一体旋转以打开和关闭吸气压力区和压缩腔之间的气体通道，该压缩机包括设置在转子中的第二吸气阀，该第二吸气阀具有第二孔口，该第二孔口比第一吸气阀的第一孔口先与压缩腔连通，该第二吸气阀响应于打开第二吸气阀的作用力和关闭第二吸气阀的作用力之间的压力差而打开和关闭第二孔口和吸气压力区之间的通道，其中打开第二吸气阀的作用力是由吸气压力区的一侧的压力产生的，而关闭第二吸气阀的作用力是由压缩腔的一侧的压力产生的。
全文摘要
一种活塞式压缩机，其中活塞分别容纳于多个气缸孔中，该多个气缸孔环绕旋转轴设置。旋转阀具有吸气导引通道，当吸气压力区与压缩腔连通时，该吸气导引通道使气体从吸气压力区被吸入压缩腔。吸气定时控制通道形成在旋转阀中，并且吸气定时控制通道的第一端总是与吸气压力区连通，该吸气定时控制通道的第二端比吸气导引通道先与压缩腔连通。吸气定时控制阀设置在控制通道中，该吸气定时控制阀具有阀体，该阀体响应于打开阀体的作用力和关闭阀体的作用力之间的压力差而打开和关闭该控制通道，其中打开阀体的作用力是由吸气压力区的一侧的压力产生的，而关闭阀体的作用力是由压缩腔的一侧的压力产生的。
文档编号F04B27/10GK1576581SQ20041007664
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月2日 优先权日2003年7月3日
发明者日比野惣吉, 森下敦之, 村上智洋, 深沼哲彦, 粥川浩明, 久保裕司 申请人:株式会社丰田自动织机