容量可变型压缩机

摘要

一种容量可变型压缩机，包括：壳体、活塞、受到壳体支承而能够旋转的驱动轴、与驱动轴一体旋转的转子、与通过连接部件而连接的转子同步旋转的斜板、将该斜板的旋转转换成活塞的往复运动的转换机构及能够对曲柄室的内部压力进行控制的压力控制阀，其特征在于，连接部件直接或间接地将从转子突出设置的第一臂与从斜板突出设置的第二臂连接，驱动轴偏心插通于在斜板上穿孔而形成的通孔。依据此结构，能够提供一种以简易的结构使斜板的动作稳定化、斜板能够平稳地倾斜运动的容量可变型压缩机。

权利要求

1.一种容量可变型压缩机，包括：在内部形成有排出室、吸入室、曲柄室及缸孔的壳体；

配置于所述缸孔内的活塞；受到所述壳体的支承而能够旋转的驱动轴；与所述驱动轴一体旋转的转子；与通过连接部件而连接的所述转子同步旋转的斜板；将该斜板的旋转转换成活塞的往复运动的转换机构；以及能够依据开度对所述曲柄室的内部压力进行控制的压力控制阀，当所述开度变化而使所述曲柄室的内部压力发生变化时，通过使所述斜板相对所述驱动轴滑动的同时改变所述斜板相对于所述驱动轴的倾角而改变所述活塞的行程，从而能够改变从所述吸入室吸入所述缸孔的制冷剂经压缩后向所述排出室排出时的排出容量，该容量可变型压缩机的特征在于，所述连接部件直接或间接地将从所述转子突出设置的第一臂与从所述斜板突出设置的第二臂连接，

所述驱动轴偏心插通于在所述斜板上穿孔而形成的通孔，

所述驱动轴被偏心插通而使其偏向于从所述上止点位置所对应的对应部位观察时所见的所述斜板的旋转的正方向。

2.如权利要求1所述的容量可变型压缩机，其特征在于，第一臂与第二臂通过连接件而连接，当所述斜板的倾角因所述连接件与第一臂之间及所述连接件与第二臂之间形成的间隙而在可动范围内发生变动时，所述斜板与所述驱动轴在比所述斜板上的所述活塞的上止点位置所对应的部位靠近所述斜板的旋转的正方向的压缩工段侧区域内接触，并且在比所述上止点位置所对应的部位靠近所述斜板的旋转的反方向的吸入工段侧区域内所述斜板与所述驱动轴之间确保存在间隙。

说明书

容量可变型压缩机

技术领域

[0001] 本发明涉及容量可变型压缩机，尤其涉及车辆用空调系统中使用的容量可变型压缩机。

背景技术

[0002] 在容量可变型压缩机中，当在低负荷区域内斜板的倾角变小、作用于斜板的压缩载荷变小时，插通着驱动轴的斜板的通孔与驱动轴的外周面之间的滑动面上的摩擦力变小，因而存在斜板的动作不稳定且斜板发生震动的情况。

[0003] 在专利文献1中公开了一种为使斜板相对驱动轴的动作稳定化而添加相对移动限制机构的技术。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1：日本专利特开2002-364530号公报

发明内容

[0007] 发明所要解决的技术问题

[0008] 为使专利文献1中公开的斜板动作稳定化技术实用化，必须添加相对移动限制机构，因而存在成本上升的担虑。为此，期望出现能够抑制这种成本上升的改良技术。

[0009] 因此，本发明的课题在于提供一种以简单的结构使斜板的动作稳定化、斜板能够平稳地倾斜运动的容量可变型压缩机。

[0010] 解决技术问题所采用的技术方案

[0011] 为解决上述课题，本发明提供一种容量可变型压缩机，包括：在内部形成有排出室、吸入室、曲柄室及缸孔的壳体；配置于所述缸孔内的活塞；受到所述壳体的支承而能够旋转的驱动轴；与所述驱动轴一体旋转的转子；与通过连接部件而连接的所述转子同步旋转的斜板；将该斜板的旋转转换成活塞的往复运动的转换机构；以及能够依据开度对所述曲柄室的内部压力进行控制的压力控制阀，

[0012] 当所述开度变化而使所述曲柄室的内部压力发生变化时，通过使所述斜板相对所述驱动轴滑动的同时改变所述斜板相对于所述驱动轴的倾角而改变所述活塞的行程，从而能够改变从所述吸入室吸入所述缸孔的制冷剂经压缩后向所述排出室排出时的排出容量，该容量可变型压缩机的特征在于，

[0013] 所述连接部件直接或间接地将从所述转子突出设置的第一臂与从所述斜板突出设置的第二臂连接，

[0014] 所述驱动轴偏心插通于在所述斜板上穿孔而形成的通孔。

[0015] 依据本发明的该容量可变型压缩机，由于驱动轴在通孔内偏心而使通孔的侧面与驱动轴的外周面单侧抵接，因此，当斜板欲向倾角变化方向倾斜运动时，在通孔与驱动轴之间摩擦力发生作用，利用此摩擦力能够避免斜板动作不稳定。依据此结构，能够在几乎不增加成本的情况下达成所期目的。

[0016] 并且，优选所述驱动轴偏心插通而使其偏向于从所述上止点位置所对应的对应部位观察时所见的所述斜板的旋转的正方向。依据此结构，通过将驱动轴偏心插通于通孔中而使其偏向于从斜板上的活塞上止点所对应的部位观察时所见的斜板的旋转的正方向侧(压缩工段侧)，使斜板的旋转的正方向侧(压缩工段侧)的通孔侧面与驱动轴的外周面接触，因此，压缩载荷的作用点与接触点之间的距离小于使通孔侧面与驱动轴的外周面在对角侧(吸入工段侧)接触的情况下的距离，从而能够避免因摩擦力而阻碍斜板向倾角变化方向的倾斜运动。

[0017] 此外，优选第一臂与第二臂通过连接件而连接，当所述斜板的倾角因所述连接件与第一臂之间及所述连接件与第二臂之间形成的间隙而在可动范围内发生变动时，所述斜板与所述驱动轴在比所述所述斜板上的所述活塞的上止点位置所对应的部位靠近所述斜板的旋转的正方向的压缩工段侧区域内接触，并且在比所述上止点位置所对应的部位靠近所述斜板的旋转的反方向的吸入工段侧区域内所述斜板与所述驱动轴之间确保存在间隙。依据此结构，能够可靠地避免因驱动轴在通孔内以二点对角抵接而阻碍斜板向倾角变化方向的倾斜运动。

[0018] 发明效果

[0019] 依据本发明，能够提供一种以简易的结构实现斜板的平稳倾斜运动的容量可变型压缩机。

附图说明

[0020] 图1是表示本发明一实施方式的容量可变型压缩机的纵向剖视图。

[0021] 图2是表示图1的连杆臂的图，图2(a)是俯视图，图2(b)是从图2(a)的A方向观察的向视图。

[0022] 图3是表示图1的驱动轴与转子的连接体的立体图。

[0023] 图4是表示图1的斜板的立体图。

[0024] 图5表示图1的转子、驱动轴、连杆臂及斜板的位置关系，图5(a)是转子与驱动轴的连接体的俯视图，图5(b)是连杆臂的主视图，图5(c)是斜板的俯视图。

[0025] 图6是对图5的斜板与驱动轴的接触部位进行放大的局部放大示意剖视图，图6(a)表示斜板的通孔形成面相对驱动轴处于平行的状态，图6(b)表示斜板的通孔形成面相对驱动轴处于倾斜的状态。

具体实施方式

[0026] 为在视觉上易于观察，借助假想平面(平面U、平面V、平面T)还能够对本发明的容量可变型压缩机作如下的说明。即，本发明的容量可变型压缩机包括：在内部经区隔而形成有排出室、吸入室、曲柄室及缸孔的壳体；配置于所述缸孔内的活塞；受到所述壳体的支承而能够在该壳体内旋转的驱动轴；固定于所述驱动轴并与该驱动轴一体旋转的转子；斜板，该斜板通过连接部件与所述转子连接，且以与所述转子同步旋转而能够相对所述驱动轴的轴线改变倾角的方式，通过供所述驱动轴插通的通孔而能够自由滑动地装配在所述驱动轴上；将所述斜板的旋转转换成所述活塞的往复运动的转换机构；以及对所述曲柄室的压力进行调整的控制阀，当对所述控制阀的开度进行调整使所述曲柄室的压力发生变化时，改变所述斜板的倾角以调整所述活塞的行程，并将从所述吸入室吸入所述缸孔的制冷剂经压缩后向所述排出室排出，该容量可变型压缩机的特征在于，

[0027] 所述连接部件包括：设置于所述转子且具备导向面的第一臂；设置于所述斜板的第二臂；以及将所述第一臂与所述第二臂连接的连接件，

[0028] 将所述连接部件构成为：在所述驱动轴与所述转子的连接体中的平面T与在所述斜板上的平面U偏离，其中，所述平面T包含所述驱动轴的轴线并与第一臂的导向面平行，所述平面U与所述斜板的圆环状的平面垂直，并包含对所述驱动轴的外周进行滑动支承的所述通孔的两侧面的中心及所述斜板的上止点位置。

[0029] 依据如此构成的本发明的容量可变型压缩机，由于驱动轴在通孔内偏心而使通孔的侧面与驱动轴的外周面单侧抵接，因此，当斜板欲向倾角变化方向倾斜运动时，在通孔与驱动轴之间摩擦力发生作用，利用此摩擦力能够避免斜板动作不稳定。依据此结构，能够在几乎不增加成本的情况下达成所期目的。

[0030] 另外，优选在利用垂直于斜板的圆环状的平面且包含对驱动轴的外周进行滑动支承的通孔的两侧面的中心及斜板的上止点位置的平面U将斜板划分成压缩工段侧及吸入工段侧时，平面T相对平面U向压缩工段侧的区域的方向偏移。依据此结构，通过向压缩工段侧的区域偏移而使压缩工段侧的通孔的侧面与驱动轴的外周面接触，因此，压缩载荷的作用点与接触点间的距离小于使通孔的侧面与驱动轴的外周面在对角侧(吸入工段侧)接触的情况下的距离，从而能够避免因摩擦力而阻碍斜板向倾角变化方向倾斜运动。

[0031] 优选斜板的通孔的孔径(左右方向的宽度)被设定成：使驱动轴的外周面仅与通孔的压缩工段侧的面发生单侧接触。依据此结构，能够可靠地避免因驱动轴在通孔内以二点对角抵接而阻碍斜板向倾角变化方向倾斜运动。

[0032] 以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。

[0033] (1)容量可变型压缩机

[0034] 图1所示的容量可变型压缩机100为无离合器型压缩机，包括：具备多个缸孔101a的缸体101；设于缸体101的一端的前壳体102；以及通过阀板103而设于缸体101的另一端的缸盖104。

[0035] 驱动轴110设置成横穿于由缸体101及前壳体102确立的曲柄室140内，并在其中间部的周围配置有斜板111。在斜板111上形成有供驱动轴110插通的通孔111a，通孔111a的形状形成为：使得斜板的倾角能够以枢轴K为中心在最大倾角与最小倾角的范围内倾斜运动，所述枢轴K与以下平面垂直，该平面与斜板111的圆环状的平面垂直，且包含斜板的上止点位置及下止点位置。此外，斜板的上止点位置是指活塞136的压缩工段结束时的位置，而下止点位置是指活塞136的吸入工段结束时的位置。斜板111通过连杆机构120与固定于驱动轴110的转子112连接，在通孔111a的侧面受到驱动轴110的外周面的滑动支承的同时，其倾角能够发生变化。

[0036] 此外，在通孔111a中形成有与驱动轴110抵接的最小倾角限制部，在实施例中，在将斜板111的圆环状的平面与驱动轴110垂直时的斜板的倾角θ设为0°的情况下，通孔111a的最小倾角限制部设置成使得斜板的倾角为0°以上、小于0.5°的适宜角度。

[0037] 在转子112与斜板111之间装配有倾角减小弹簧114，该倾角减小弹簧114由对斜板111施力至其达最小倾角的压缩螺簧构成，另外，在斜板111与弹簧支承部件116之间装配有倾角增大弹簧115，该倾角增大弹簧115由对斜板111施力以使其倾角增大至小于最大倾角的规定倾角的压缩螺簧构成。由于位于最小倾角时的倾角增大弹簧115的施力设定成大于倾角减小弹簧114的施力，因此，当驱动轴110不旋转时，斜板111定位于规定的倾角，此时的倾角减小弹簧114的施力与倾角增大弹簧115的施力的合力为零。

[0038] 驱动轴110的一端贯穿突出于前壳体102外侧的轮毂部102a内部而向外侧延伸，并与未图示的动力传递装置连接。此外，在驱动轴110与轮毂部102a之间插入有轴封装置130，将内部与外部隔断。驱动轴110及转子112在径向上受到轴承131、132的支承，且在推力方向上受到轴承133、推力板134支承，来自外部驱动源的动力传递至动力传递装置，驱动轴110能够与动力传递装置的旋转同步旋转。此外，驱动轴110向推力板134抵接的抵接部与推力板134之间的间隙通过调节螺杆135调节至规定的距离。

[0039] 在缸孔101a内配置有活塞136，在活塞136的突出于曲柄室140侧的端部的内侧空间内收纳着斜板111的外周部，斜板111通过一对滑履137与活塞136构成联动。因此，利用斜板111的旋转能够使活塞136在缸孔101a内往复运动。

[0040] 在缸盖104内区隔形成位于中心部侧的吸入室141及对吸入室141的径向外侧部分进行环状包围的排出室142。吸入室141与缸孔101a通过设于阀板103的连通孔103a及吸入阀(未图示)连通。排出室142与缸孔101a通过排出阀(未图示)及设于阀板103的连通孔103b连通。

[0041] 前壳体102、缸体101、阀板103及缸盖104通过未图示的垫片并利用多个贯穿螺栓105进行紧固而形成压缩机壳体。

[0042] 另外，在图1中，在缸体101的上部设有消声器，消声器通过将盖部件106与在缸体101的上部区隔形成的形成壁101b隔着未图示的密封部件并用螺栓紧固而形成。在消声器空间143中配置有止回阀200。止回阀200配置于连通路144与消声器空间143的连接部，并应随连通路144(上游侧)与消声器空间143(下游侧)的压力差而动作，例如在压力差小于规定值时阻断连通路144，而当压力差大于规定值时开放连通路144。如上所述，排出室142通过由连通路144、止回阀200、消声器空间143及排出口106a形成的排出通路而与空调系统的排出侧制冷剂回路连接。

[0043] 在缸盖104上形成有吸入口104a及连通路104b，吸入室141通过由连通路104b及吸入口104a形成的吸入通路而与空调系统的吸入侧制冷剂回路连接。吸入通路以从缸盖104的径向外侧横穿排出室142的一部分的方式直线状地延伸。

[0044] 在缸盖104上还设有控制阀300。控制阀300用于调整连通排出室142与曲柄室140的连通路145的开度，对进入曲柄室140的排出气体导入量进行控制。另外，曲柄室140内的制冷剂经由连通路101c、空间146及形成于阀板103的孔口103c而流向吸入室141。

[0045] 因此，通过利用控制阀300使曲柄室140的压力发生变化并改变斜板111的倾角(也就是使活塞136的行程发生变化)，能够变化地控制容量可变型压缩机100的排出容量。

[0046] 在空调动作时(也就是在容量可变型压缩机100处于工作状态时)，依据外部信号对内置于控制阀300的螺线管的通电量进行调整，变化地控制排出容量而使吸入室141的压力达到规定值。控制阀300能够根据外部环境而将吸入压力控制成最合适。

[0047] 另外，在空调未动作时(也就是在容量可变型压缩机100处于非工作状态时)，向内置于控制阀300的螺线管的通电被切断，由此，能够强制开放连通路145，将容量可变型压缩机100的排出容量控制至最小。

[0048] (2)连杆机构

[0049] 在驱动轴110上固定有转子112，在转子112上突出设置有一对第一臂112a。大致呈筒状的连杆臂121的一端侧121a在一对第一臂112a的内侧受到导向。进而，通过在形成于第一臂112a的通孔112b和形成于连杆臂121的一端侧121a的通孔121b中插通作为连接部件的第一连接销122，连杆臂121能够在受到一对第一臂112a的引导之下以第一连接销122的轴心为中心进行转动。此外，第一连接销122压配并保持于在连杆臂121上形成的通孔121b中，并在第一连接销122的外周与形成于第一臂112a的通孔112b之间形成有微小的间隙。

[0050] 连杆臂121的另一端侧121c设置成从呈筒状的一端侧121a突出的一对臂，使从斜板111突出设置的第二臂111b在其内侧受到导向。通过在形成于连杆臂121的另一端侧121c的通孔121d与形成于第二臂111b的通孔111c中插通作为连接部件的第二连接销123，将连杆臂121与斜板111连接，并使连杆臂121与斜板111能够以第二连接销123的轴心为中心进行相对转动。此外，第二连接销123压配并保持于第二臂111b的通孔111c中，并在第二连接销123的外周与形成于连杆臂121的通孔121d之间形成有微小的间隙。

[0051] 连杆机构120由第一臂112a、第二臂111b、连杆臂121、第一连接销122及第二连接销123构成。因此，斜板111通过连杆机构120与固定于驱动轴110的转子112连接，在受到转子112的旋转转矩作用下旋转并能够沿驱动轴110使其倾角发生变化。

[0052] (3)转子、连杆臂及斜板的连接状态

[0053] 图5(a)表示从斜板111侧观察到的驱动轴110与转子112的连接体的状态。图中T表示包含驱动轴110的轴线并与第一臂112a的内侧的面(供连杆臂的一端侧121a抵接的导向面)平行的平面T。转子112的一对第一臂112a设置成与平面T平行，图中左侧的第一臂112a1上的连杆臂的一端侧121a的导向面与平面T之间的距离L1略大于图中右侧的第一臂112a2上的连杆臂的一端侧121a的导向面与平面T之间的距离L2。也就是说，一对第一臂112a的导向面相对平面T并不对称，一对第一臂112a的导向面的中心相对平面T向图中左侧偏移ΔL＝(L1－L2)/2。此外，ΔL依据驱动轴110的外径与通孔111a在平面V方向的宽度间的间隙进行设定，此处所言之偏移量意指至少ΔL＞0.1mm的情形。

[0054] 另外，如图5(b)所示，一对第一臂112a的中心对准连杆臂121的中心，一对臂121c上的第二臂111a的导向面被配置成左右对称。

[0055] 图5(c)表示从转子112侧观察到的斜板111的状态。图中U表示与斜板111的圆环状的平面P垂直、包含斜板的上止点位置和通孔111a的两侧面的中心的平面U，V表示与斜板111的圆环状的平面P垂直且包含与平面U垂直的枢轴K的平面V。平面U在图中上侧及下侧分别对准斜板的上止点位置及下止点位置。第二臂111b的中心与平面U对准。用平面U将斜板分成两部分时，图中左侧为吸入工段侧，而右侧为压缩工段侧。

[0056] 由于平面U对准连杆臂121的中心及一对第一臂112a的中心，因此平面T相对斜板的通孔111a的两侧面的中心向图中右方(压缩工段侧)偏移ΔL的距离。

[0057] 由此，如图6(a)所示，驱动轴110在通孔111a内向压缩工段侧偏心。

[0058] 在连杆臂121与第一臂112a之间及连杆臂121与第二臂111b之间分别形成有规定的间隙，以使连杆臂121能够以第一连接销122及第二连接销123为中心进行转动。并且，通孔111a的孔径(图5(c)的左右方向的宽度)被设定成：当连杆臂121及第二臂111b在允许位移的间隙范围内向左右方向倾斜时，如图6(b)所示，驱动轴110的外周面与通孔111a的压缩工段侧的侧面在接触部位D接触，但在接触部位的对角侧部位E不接触。

[0059] 因此，当容量可变型压缩机100动作而使活塞136压缩气体时，该压缩反作用力通过活塞136作用于斜板111，斜板111在压缩载荷作用下略微发生倾斜。由此，通孔111a的压缩工段侧的侧面与驱动轴110的外周面单侧抵接，因此，当斜板111欲向倾角变化方向倾斜运动时，在通孔111a与驱动轴110之间摩擦力发生作用。利用该摩擦力作用能够使斜板111的动作稳定化。另外，由于通孔111a与驱动轴110的接触方式为单侧抵接，因此能够防止因驱动轴110在通孔111a内以二点对角抵接而明显阻碍斜板111的倾斜运动。

[0060] 由于使通孔111a的压缩工段侧的侧面与驱动轴110的外周面在接触部位D接触，因此压缩载荷的作用点与接触点间的距离小于使通孔111a的侧面与驱动轴110的外周面在上述接触部位的对角侧部位E接触的情况下的距离，从而能够避免产生过大的摩擦力。

[0061] 在上述的实施方式中，是使转子的第一臂偏移，但也可以使连杆臂或斜板的第二臂偏移。

[0062] 另外，在上述实施方式中，作为连接部件，例示了连杆机构，但也可以采用其它的铰接机构(例如类同于专利文献1所示的机构)。

[0063] 此外，在上述的实施方式中，例示了无离合器型压缩机，但本发明也能够应用于装配有电磁离合器的容量可变型压缩机、摆动板式容量可变型压缩机以及由电动机驱动的容量可变型压缩机。

[0064] 工业上的可利用性

[0065] 本发明能够用作车辆用空调系统等的容量可变型压缩机。

[0066] 符号说明

[0067] 100 压缩机

[0068] 101 缸体

[0069] 101a 缸孔

[0070] 101b 形成壁

[0071] 101c 连通路

[0072] 102 前壳体

[0073] 102a 轮毂部

[0074] 103 阀板

[0075] 103a、103b 连通孔

[0076] 104 缸盖

[0077] 104a 吸入口

[0078] 104b 连通路

[0079] 105 贯穿螺栓

[0080] 106 盖部件

[0081] 106a 排出口

[0082] 110 驱动轴

[0083] 111 斜板

[0084] 111a 通孔

[0085] 111b 第二臂

[0086] 111c 通孔

[0087] 112 转子

[0088] 112a、112a1、112a2 第一臂

[0089] 112b 通孔

[0090] 114 倾角减小弹簧

[0091] 115 倾角增大弹簧

[0092] 116 弹簧支承部件

[0093] 120 连杆机构

[0094] 121 连杆臂

[0095] 121a 连杆臂的一端侧

[0096] 121b 通孔

[0097] 121c 连杆臂的另一端侧

[0098] 121d 通孔

[0099] 122 第一连接销

[0100] 123 第二连接销

[0101] 130 轴封装置

[0102] 131、132、133 轴承

[0103] 134 推力板

[0104] 135 调节螺杆

[0105] 136 活塞

[0106] 137 滑履

[0107] 140 曲柄室

[0108] 141 吸入室

[0109] 142 排出室

[0110] 143 消声器空间

[0111] 144、145 连通路

[0112] 146 空间

[0113] 200 止回阀

[0114] 300 控制阀

[0115] D 接触部位

[0116] E 接触部位的对角侧部位

[0117] P、T、U、V 平面