專利名稱：可變容量壓縮機的制作方法
可變容量壓縮機
本發(fā)明涉及一種可變容量壓縮才幾，該可變容量壓縮才幾具有 能 一 邊傳遞轉矩 一 邊能相對旋轉運動的鉸鏈機構。
背景技術：
例如，日本特開2004 - 068756號7>才艮中/>開了 一種以往的 可變容量壓縮機。如圖11 ~圖13所示，該可變容量壓縮機包括 驅動軸105;固定在驅動軸105上并與驅動軸 一體旋轉的轉子 103;可滑動自如地安裝在驅動軸105上的斜板101 (凸輪板)； 被卡定在斜板101上且往返運動自如地被收納在未圖示的氣缸 筒內的未圖示的活塞，可通過使斜板101的傾斜角變化來改變 活塞的沖程，從而改變排出容量。 一邊從轉子103向斜板101 傳遞扭矩一邊使斜板的傾斜角變化，因此在轉子103和斜板101 之間設有鉸鏈機構。
鉸鏈機構包括自轉子103向斜板101突出設置的轉子的臂 104、自斜板101向轉子103突出設置的斜板的臂102。轉子的 臂104與斜板的臂102沿旋轉方向相互疊合，由此與驅動軸105 一體地旋轉的轉子10 3的旋轉傳遞到斜板101上。在轉子的臂 104的基端上設有軸向負荷受壓面106。通過該軸向負荷受壓面 106，承接作用于斜板101上的來自活塞的壓縮反作用力(軸向 負荷)。該受壓面106也起到隨著斜板的臂102的滑動而改變、 引導斜板101的傾斜角的作用。
在該斜板式壓縮機中，如圖12、 13所示，來自活塞的壓縮 反作用力Fp最大的位置與斜板101的上止點對應位置TDC不一 致且位于該上止點對應位置的旋轉方向前方。因此，壓縮反作用力Fp相對于通過斜板101的上止點對應位置TDC和下止點對 應位置BDC的線C不左右對稱地施加，因此如圖13所示那樣在 斜板101上施加有扭轉力Fn。由此，斜板24相對于線C傾斜并 扭轉。斜板101這樣扭轉時，斜板101的臂102的角部K1咬入轉 子103的臂104中并且轉子103的臂104的角部K2咬入斜板101 的臂102中。這樣一來，在改變斜板101的傾斜角時產生在兩者 102、 104間的滑動阻力就極大。

發(fā)明內容
本發(fā)明是基于現(xiàn)有技術做成的，其目的在于提供一種可變 容量壓縮機，可抑制斜板的扭轉并使斜板的臂和轉子的臂之間
產生的滑動阻力變小。
本發(fā)明的可變容量壓縮機，其包括驅動軸、旋轉構件、 傾斜運動構件、鉸鏈機構以及活塞，上述旋轉構件固定在上述 驅動軸上而與驅動軸 一 體地旋轉；上述傾斜運動構件向上述驅 動軸的軸向滑動自如地安裝在該驅動軸上并且相對于上述驅動 軸傾斜自如地安裝在上述驅動軸上；上述鉸鏈機構允許上述傾 斜運動構件的傾斜運動，并將上述旋轉構件的轉矩傳遞到上述 傾斜運動構件上；上述活塞隨著上述傾斜運動構件的旋轉運動 而在氣缸筒內往返運動，其特征在于，
上述鉸鏈機構包括從上述旋轉構件向上述傾斜運動構件 突出設置的臂；從上述傾斜運動構件向上述旋轉構件突出設置， 承受來自上述旋轉構件的臂的轉矩的臂；設置在上述旋轉構件 的臂和上述傾斜運動構件的臂中的一個臂上的銷；以及軸向負 荷受壓面，其形成在上述旋轉構件的臂和上述傾斜運動構件的 臂中的另 一個臂上，并且通過與該銷抵接來承受在上述旋轉構 件和上述傾斜運動構件之間產生的軸向負荷，上述傾斜運動構
5件為最大傾斜角時的上述銷和上述軸向負荷受壓面之間的抵接 部位至少處于/人上述傾斜運動構件的上止點對應位置向旋轉方
向前方R的27。
~90°角度范圍內。


圖l是本發(fā)明的一實施方式的可變容量壓縮機的最大沖程 狀態(tài)的剖視圖。
圖2是該可變容量壓縮機的最小沖程狀態(tài)的剖視圖。
圖3是該可變容量壓縮機的組裝了驅動軸、轉子和斜板的 組件的最大沖程狀態(tài)的側視圖。
圖4是該組件的最小沖程狀態(tài)的側視圖。
圖5是該組件的立體圖。
圖6是表示該組件的卸下斜板主體的狀態(tài)的、從圖3中向視 VI方向觀察的圖。
圖7是表示排出壓力Pd的上限值即Pd二3.16Mpa的一個氣 缸筒內的壓力線圖的理論值的圖。
圖8是表示排出壓力Pd的下限值即Pd:1.12Mpa的一個氣 缸筒內的壓力線圖的理論值的圖。
圖9是表示測定的氣缸筒內的壓力峰值和轉速的關系的結 果的圖。
圖IO是表示可變容量壓縮機的組件的變形例的立體圖。 圖ll是以往的可變容量壓縮機的與圖3相當的圖。 圖12是從圖ll中的向視XII的側視圖。
圖13是表示從11的狀態(tài)斜板被施加了大的壓縮反作用力 時扭轉的狀態(tài)的圖。
具體實施例方式
6下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式的可變容量壓縮機以 及其所使用的鉸鏈機構進行說明。
首先，參照圖l、 2對本實施方式的可變容量壓縮機的概略 進行說明。圖l是表示最大沖程的狀態(tài)，圖2是表示最小沖程的 狀態(tài)。
如圖l、 2所示，可變容量壓縮機1包括氣缸體2、前部外殼 4和后部外殼6;上述氣缸體2具有多個(在本例中為6個)等間隔 地配置在圓周方向上的氣缸筒3;上述前部外殼4與該氣缸體2 的前端面相連接，且在內部形成有曲軸室5;上述后部外殼6通 過閥板9與氣缸體2的后端面相連接，且在內部形成有吸入室7 以及排出室8。上述氣缸體2、前部外殼4和后部外殼6通過多個 貫穿螺栓B連結固定。
閥板9包括將氣缸筒3與吸入室7連通的吸入孔11、以及將 氣缸筒3與排出室8連通的排出孔12。
在閥板9的靠氣缸體2的一側的面上設有使吸入孔ll開閉 的未圖示的閥機構，另一方面，在閥板9的靠近后部外殼6的一 側的面上設有使排出孔12開閉的未圖示的閥機構。
在氣缸體2以及前部外殼4的中心的支承孔19、 20通過軸承 17、 18樞軸支岸義有驅動軸10,由此，該驅動軸10在曲軸室5內 旋轉自如。
在曲軸室5內設有固定設置在上述驅動軸10上的作為"旋 轉構件"的轉子21、和安裝在驅動軸10上的作為"傾斜運動構 件"的斜板24。斜板24包括轂25和固定在該轂25的凸緣部上的 斜板主體26，該轂25安裝在驅動軸10上，可沿著驅動軸的軸心 自如滑動并相對于驅動軸的軸心自如地傾凍牛運動。
在各氣缸筒3中滑動自如地收容有活塞29,該活塞29利用 半球狀的 一 對活塞瓦3 0 、 3 0與斜^反2 4的斜片反主體2 6相連結。鉸鏈機構40介于作為旋轉構件的轉子21和作為傾斜運動 構件的斜板24的穀25之間，利用該4交鏈機構40可允許斜板24 的傾斜角的變化并將轉子21的轉矩傳遞到斜板2 4上。在驅動軸 IO旋轉時，轉子21與該驅動軸10—體地旋轉，該轉子21的旋轉 通過鉸鏈機構40傳遞到斜板24上。斜板24的旋轉通過一對活塞 瓦30、 30轉換成活塞29的往返運動，活塞29在氣缸筒3內往返 運動。通過該活塞29的往返運動，吸入室7內的制冷劑通過閥 板9的吸入孔1W皮吸入到氣缸筒3內之后^皮壓縮，通過閥^反9的 排出孔12而排出到排出室8中。
可變容量的控制
在該可變容量壓縮機上，為了調整活塞29的后面?zhèn)鹊那S 室壓力Pc和活塞29的前面?zhèn)鹊奈胧覊毫s的壓差(壓力平 衡)而使斜板24的傾斜角變化，設有壓力控制機構。壓力控制 機構包括將曲軸室5與吸入室7連通的抽氣通路(未圖示)、 將曲軸室5與排出室8連通的供氣通路(未圖示)、設置在該供 氣通路的中途且控制供氣通路的開閉的控制閥33。
在利用控制閥33使供氣通路打開時，排出室8的制冷劑通 過供氣通路流入曲軸室5，曲軸室壓力Pc就上升，由此，斜板 24的傾斜角因曲軸室壓力Pc和吸入室壓力Ps的壓力平衡而變 小。結果活塞沖程就變小，排出量就減少。相反，在利用控制 閥33使供氣通路關閉時，曲軸室5的制冷劑通過抽氣通路慢慢 抽出到吸入室7，由此，曲軸室壓力Pc就降低，由此，斜板24 的傾斜角因曲軸室壓力Pc與吸入室壓力Ps的壓力平衡而變大。 結果活塞沖程就變大，排出量就增加。另外，斜板24的傾斜角 如下變化在穀25向氣缸2側靠近移動時，斜板24的傾斜角減 小，另一方面，在轂25沿從氣缸2側離開的方向移動時，斜板 24的傾斜角增大。鉸鏈機構
接著參照圖3 ~ 6說明鉸鏈機構40。
圖3是驅動軸、轉子和斜板的組件的最大沖程狀態(tài)的側視 圖。圖4是該組件的最小沖程狀態(tài)的側視圖。圖5是該組件的最 大沖程狀態(tài)的立體圖。圖6是表示該組件的卸下斜板主體的狀 態(tài)的、從圖3中向視VI方向觀察的圖。
如圖3 ~ 6所示，鉸鏈機構40包括自轉子21向轂25突出設置 的臂41、和自轂25向轉子21突出設置的臂43。轉子的臂41和轂 的臂43沿轉矩傳遞方向Ft(:驅動軸10的旋轉方向切線方向)疊 合，由此轉子21的轉矩被傳遞到斜板24上。在本例中，如圖3、 4所示為如下構造轉子的臂41具有沿著軸向XY (與轉矩傳遞 方向Ft正交的方向)延伸的狹縫41s而形成為兩盆狀，斜板的 臂43滑動自如地夾在該狹縫41s內(即一對臂41a、 41b之間)。 另外，在本例中，斜板的臂43也形成為兩盆狀。
斜板24旋轉時，活塞29往返運動而在斜板24上施加來自活 塞29的壓縮反作用力(軸向負荷Fp)。該壓縮反作用力Fp通過 銷51與軸向負荷受壓面53a、 53b的抵接而被承接，該銷51壓入 固定在斜板24的臂43的壓入孔中，軸向負荷受壓面53a、 53b 設在轉子21的臂41a、 41b的頂端上。另外，銷51沿旋轉構件 21和斜板24的旋轉軌跡的切線方向延伸，換言之，銷51向轉矩 傳遞方向Ft延伸。
該軸向負荷受壓面53a、 53b具有改變、引導斜板的傾斜角 的功能。因此，斜板24的傾斜角被改變時，在銷51與軸向負荷 受壓面53a、 53b之間施加有軸向負荷Fp(來自活塞的壓縮反作 用力)狀態(tài)下，斜板24的傾斜角被改變。
在銷51與轉子21的軸向負荷受壓面53a、53b之間的》|氐接面 間施加有大的壓縮反作用力(軸向負荷Fp)，因此對銷51與轉子21的軸向負荷受壓面53a、 53b實施了淬火加工等增加硬度的 加工。
軸向負荷受壓面53a、 53b的位置
在此，本發(fā)明人進行研究的結果表明，壓縮反作用力Fp為 最大的位置處于將排出壓、吸入壓和轉速作為變量而從斜板24 的上止點對應位置TDC向旋轉方向前方R的oc =27° ~ 90°的 范圍內(參照圖7、 8、 9)。其中判斷出特別是壓縮反作用力Fp 變大的位置為壓縮載荷最大時(即排出壓與吸入壓的壓差最大 時)，在此時將轉速作為變量，從斜板24的上止點對應位置TDC 向旋轉方向前方R的cc =27° ~ 37°的范圍內(參照圖7、 9)。
使用制冷劑134a等時，吸入壓力的范圍處于 0.26JMpa 0.51Mpa ， 排出壓力的范圍處于 3.16Mpa 1.12Mpa。在該范圍內的氣缸筒內的壓力峰值(即 排出閥的開閥時刻)的理論值如圖7所示那樣其上限值為323。 (從上止點向旋轉方向前方37。)其下限值如圖8所示那樣為 270° (從上止點向旋轉方向前方90。)。圖7是表示排出壓力 Pd的上限值即Pd二3.16Mpa的一個氣缸筒內的壓力線圖的理論 值的圖。圖8是表示排出壓力Pd的下限值即Pd=l. 12Mpa的一 個氣缸筒內的壓力線圖的理論值的圖。
并且，這樣的氣缸筒內的壓力峰值點與驅動軸的轉速相對 應而遲于上述理論值。試驗的結果表明，如圖9所示，氣缸筒 內的壓力峰值點遲于上述理論值最大IO。。更具體來說，驅動 軸的旋轉為低速旋轉時(實際上是車輛的空轉狀態(tài))，遲于上述 理論值4。，驅動軸的旋轉為高速旋轉時(實際上是車輛為 100Km/h以上的運轉狀態(tài))，遲于上述理論值IO。。
因此，來自活塞29的壓縮反作用力Fp最大的范圍處于將排 出壓、吸入壓和轉速作為變量而從斜板24的上止點對應位置TDC向旋轉方向前方R的27。 ~90°的角度范圍內。其中，特 別是壓縮反作用力FP變大的位置為排出壓與吸入壓的壓差最 大時(即排出壓二3.16Mpa且吸入壓二0.26Mpa時)，其理論值 為從上止點對應位置TDC向旋轉方向前方R偏移37。的位置， 因轉速的不同，從理論值37。向旋轉方向后方最大延遲IO。， 因此處于從上止點對應位置TDC向旋轉方向前方R的a =27 ° ~ 37°的范圍內(參照圖7、 9)。
與此相對應，在本實施方式中，優(yōu)選斜4反24為最大傾斜角 時的銷51和軸向負荷受壓面53a、 53b之間的抵接部位的一個 (在本例中為5 3 a )被設置在從斜板2 4的上止點對應位置T D C 向旋轉方向前方R的oc=27° ~90°的角度范圍內。更優(yōu)選處于 從上止點對應位置TDC向旋轉方向前方R的oc =27° ~ 37°的 角度范圍內。另外，在本例中，在排出壓與吸入壓的壓差最大 且轉速為低速時(空轉時)，問題最明顯，因此被設置在與該此 相對應的位置即從斜板2 4的上止點對應位置T D C向旋轉方向 前方R的33。的位置(即從理論值37。延遲4°的位置)。
因此，根據本實施方式，可通過軸向負荷受壓面53a的正 面或接近于正面的位置承受來自活塞29的壓縮反作用力Fp，由 此，可比以往減小斜板24的扭轉。結果，可減小斜板的臂43和 轉子的臂41之間產生的滑動阻力，提高壓縮機的控制性。
效果
利用如上所述的結構，根據該實施方式，具有如下效果。 首先第l,本實施方式的可變容量壓縮機中，鉸鏈機構40 為包括如下構件的構造從轉子21突出設置的臂41、從斜板24 突出設置并承受來自上述轉子的臂41的轉矩的臂43、設置在轉 子的臂41和斜板的臂43中的一個(在本例中為斜板的臂43)上 的銷51、以及軸向負荷受壓面53a、 53b,其形成在轉子的臂41
ii和斜板的臂43中的另一個(在本例中為轉子的臂41)上，并且 通過與銷51抵接來承受來自活塞29的壓縮反作用力Fp(軸向負 荷)，并且，斜板24為最大傾斜角時的銷51和軸向負荷受壓面 53a、 53b之間的抵接部位的一個(在本例中為53a)被設置在 來自活塞29的壓縮反作用力Fp最大的位置，即從上止點對應位 置向旋轉方向前方R的27。
~90°的角度范圍ct。內。
因此，可通過更靠近正面的位置承受來自活塞29的壓縮反 作用力Fp,由此，能防止斜板24象以往那樣扭轉。結果，就能 減小斜板的臂4 3和轉子的臂41之間產生的滑動阻力，提高壓縮 機的控制性。
第2,在本實施方式的可變容量壓縮才幾中，斜一反24為最大 傾斜角時的銷51和軸向負荷受壓面53a、 53b之間的抵接部位的 一個(在本例中為53a)被設置在從上止點對應位置TDC向旋 轉方向前方R的27。 ~ 37°的角度范圍a。內。因此，能更縮 小斜板的臂43和轉子的臂4l之間產生的滑動阻力。
第3,構造如下所述兩臂41、 43的任一個(本例中為斜 板的臂43)為具有狹縫41s的兩岔狀，另一臂(本例中是轉子 的臂41 )滑動自如地夾在該狹縫41s中。因此，難以在兩臂41、 43產生晃動，較佳。
第4,根據本實施方式，鉸鏈機構40的結構如下銷51與 轉子的臂41和斜板的臂43分體地構成。被固定在其中之一上 (本例中為斜板的臂43上)。
因此，銷51通過由與臂(本例中為斜板的臂43)不同的構 件形成，因此只要對銷51進行淬火等增加硬度的加工，不需要 對臂(本例中為斜板的臂43)進行淬火等增加硬度的加工，能 降低制造成本。
銷51與臂(本例中為斜板的臂43)分體，因此也比較容易
12將銷51的外周面加工成復雜的面形狀。該情況與將臂(本例中
為斜板的臂43)加工成復雜的面形狀的情況相比，能降低制造
成本。也可以只對銷51進行零件更換。
另外，本發(fā)明絲毫不限定于上述實施方式。
例如，在上述實施方式中，將銷51固定在斜板的臂43上，
且軸向負荷受壓面53a、53b設在轉子的臂41上，但在本發(fā)明中，
也可以將軸向負荷受壓面設在斜板的臂43上且將銷51設在轉
子的臂41上。
在本實施方式中，臂與銷51分體設置，但也可以銷與臂41 或43 —體地形成。
在上述實施方式中，軸向負荷受壓面53a、 53b相對于上止 點對應位置TDC左右對稱地設置，但在本發(fā)明中，軸向負荷受 壓面53a、 53b也可以相對于上止點對應位置TDC不左右對稱地 設置。
在上述實施方式中，在轉子的臂41上設有狹縫41s，斜板 的臂43滑動自如地夾在該狹縫41s中，但在本發(fā)明中，如圖IO 的變形例所示，也可以斜板的臂43上設有狹縫43s，轉子的臂 41滑動自如地夾在該狹縫43s中。
在上述實施方式中，銷的截面為圓形，但在本發(fā)明中也可 以采用其他的截面形狀。
在上述實施方式中，將分體構件的斜板主體26和轂25組合 而構成斜板24,但在本發(fā)明中也可以是將斜板主體和轂預先一 體成形的斜板。另外，在上述實施方式中，為沒有套筒而將斜 板24直接安裝在驅動軸10上的無套筒構造，但在本發(fā)明中也可 以通過套筒將斜板安裝到驅動軸上。
另外，在上述本實施方式中采用的是斜盤(swash)式的斜 板，但本發(fā)明也可以采用擺動(wobble)式的斜^反。只要在本發(fā)明的技術范圍內，就可以用其他各種形態(tài)實施 本發(fā)明。
權利要求
1. 一種可變容量壓縮機，其特征在于，包括驅動軸、旋轉構件、傾斜運動構件、鉸鏈機構以及活塞，上述旋轉構件固定在上述驅動軸上而與驅動軸一體地旋轉；上述傾斜運動構件向上述驅動軸的軸向滑動自如地安裝在該驅動軸上并且相對于上述驅動軸傾斜自如地安裝在上述驅動軸上；上述鉸鏈機構允許上述傾斜運動構件的傾斜運動，并將上述旋轉構件的轉矩傳遞到上述傾斜運動構件上；上述活塞隨著上述傾斜運動構件的旋轉運動而在氣缸筒內往返運動，其特征在于，上述鉸鏈機構包括從上述旋轉構件向上述傾斜運動構件突出設置的臂；從上述傾斜運動構件向上述旋轉構件突出設置，承受來自上述旋轉構件的臂的轉矩的臂；設置在上述旋轉構件的臂和上述傾斜運動構件的臂中的一個臂上的銷；以及軸向負荷受壓面，其形成在上述旋轉構件的臂和上述傾斜運動構件的臂中的另一個臂上，并且通過與上述銷抵接來承受在上述旋轉構件和上述傾斜運動構件之間產生的軸向負荷，上述傾斜運動構件為最大傾斜角時的上述銷和上述軸向負荷受壓面之間的抵接部位至少處于從上止點對應位置向旋轉方向前方R的27°～90°角度范圍內。
2. 根據權利要求l所述的可變容量壓縮機，其特征在于， 上述傾斜運動構件為最大傾斜角時的上述銷和上述軸向負荷受壓面之間的^氐4妄部位處于乂人上止點對應位置向i走轉方向前 方R的27。
~ 37°角度范圍內。
3. 根據權利要求l所述的可變容量壓縮機，其特征在于， 上述旋轉構件的臂呈兩岔狀，具有滑動自如地夾持上述傾 斜運動構件的臂的狹縫。
4. 根據權利要求l所述的可變容量壓縮機，其特征在于， 上述傾斜運動構件的臂呈兩岔狀，具有滑動自如地夾持上述旋轉構件的臂的狹縫。
5.根據權利要求l所述的可變容量壓縮機，其特征在于， 上述銷是相對f上述旋轉構件的臂或上述傾斜運動構件的 臂獨立的構件，被固定在該臂上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可變容量壓縮機?？勺內萘繅嚎s機(1)的鉸鏈機構(40)包括從旋轉構件(21)向傾斜運動構件(24)突出設置的臂(41)；從傾斜運動構件(24)向旋轉構件(21)突出設置，承受來自上述旋轉構件的臂(41)的轉矩的臂(43)；固定在旋轉構件的臂(41)和傾斜運動構件的臂(43)中的一個臂上的銷(51)；以及軸向負荷受壓面(53a、53b)，其形成在旋轉構件的臂(41)和傾斜運動構件的臂(43)中的另一個臂上，并且通過與上述銷(51)抵接來承受在旋轉構件(21)和傾斜運動構件(24)之間產生的軸向負荷。斜板(24)為最大傾斜角時的銷(51)和軸向負荷受壓面(53a)之間的抵接部位至少處于從上止點對應位置(TDC)向旋轉方向前方R的27°～90°角度范圍內。
文檔編號F04B27/08GK101512151SQ200780033159
公開日2009年8月19日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權日2006年9月8日
發(fā)明者小林伸之, 牧島弘幸 申請人:康奈可關精株式會社