CN104254690B - 可变容量压缩机及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种对高速旋转区域内的压缩机的消耗动力的增大进行抑制的可变容量压缩机及其制造方法。可变容量压缩机包括斜板的最小倾角限制元件、将斜板朝倾角增大方向施力的倾角增大弹簧以及将斜板朝倾角减小方向施力的倾角减小弹簧，安装有两个弹簧的驱动轴、转子、连接元件及斜板的连接体为在驱动轴没有旋转时，斜板的倾角被定位在使两个弹簧的作用力之和为零时的倾角θa处，在驱动轴旋转时，基于斜板的角度变化方向的惯性积的设定而产生的旋转运动的力矩MS朝倾角减小方向作用，而使斜板的倾角从θa变小，藉此使基于两个弹簧的作用力的合力而产生的力矩MF朝倾角增大方向进行作用，其结果是，将斜板的倾角自律地定位在使力矩MS与力矩MF之和为零时的规定的倾角θb处，对两个弹簧的作用力及斜板的惯性积进行设定，以将该倾角θb定位在最高转速时能可靠地进行压缩动作的最小的倾角。

Description

可变容量压缩机及其制造方法

背景技术

本发明涉及一种对制冷剂进行压缩的可变容量压缩机及其制造方法，特别是涉及适合在车用空调系统中使用的可变容量压缩机及其制造方法。

已知有一种在车用空调系统中使用的、包括能对倾角进行可变控制的斜板的可变容量压缩机(例如专利文献1、2)。特别是在专利文献1中公开了如下可变容量压缩机，该可变容量压缩机将斜板设计成当斜板的倾角比规定的倾角(θs)小的情况下，使旋转运动的力矩沿倾角增大方向作用、而当斜板的倾角比规定的倾角(θs)大的情况下，使旋转运动的力矩沿倾角减小方向作用，并且对最小倾角进行限制，以使斜板的最小倾角成为规定的倾角(θs)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010－168959号公报

专利文献2：日本专利特许第3783434号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

基于斜板的角度变化方向的惯性积而产生的旋转运动的力矩与斜板的转速、即压缩机的转速的平方成比例。即使将斜板的角度变化方向的惯性积设定为较小的值，在压缩机的转速增大时，也无法忽视其影响，在高速旋转区域内变为较大的值。因而，在高速旋转区域内，基于斜板的角度变化方向的惯性积而产生的旋转运动的力矩会对斜板的角度变化动作带来较大的影响。

在专利文献1的图2所示的、包括倾角减小弹簧和倾角增大弹簧的连接体400中，当驱动轴旋转时，在斜板上作用有基于斜板的角度变化方向的惯性积而产生的旋转运动的力矩、以及图4所示的基于弹簧的作用力的合力而作用于斜板的角度变化方向的力矩。

但是，在上述专利文献1中，由于基于斜板的角度变化方向的惯性积而产生的旋转运动的力矩的大小及基于两个弹簧的作用力的合力而作用于斜板的角度变化方向的力矩的大小未知，因此，在从旋转停止后的状态旋转到高速旋转区域时，斜板的倾角从倾角θa(θa：旋转停止后的状态下的、倾角减小弹簧的作用力与倾角增大弹簧的作用力之和为零的斜板的倾角)开始怎样变化也是未知的，其结果是，并没有表示出用于对高速旋转区域内的压缩机的消耗动力的增大进行抑制的最佳方案。

本发明鉴于上述现有技术而作，其技术问题在于提供一种特别是能对高速旋转区域内的压缩机的消耗动力的增大进行抑制的可变容量压缩机及其制造方法。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的可变容量压缩机，包括：

外壳，上述外壳在内部划分形成有排出室、吸入室、曲轴室及缸孔；

活塞，上述活塞插入在缸孔中；

驱动轴，上述驱动轴能旋转地被支承在外壳内；

转子，上述转子以能与驱动轴同步地旋转的方式固定于驱动轴；

斜板，上述斜板经由连接元件而与转子连接，并能自由滑动地安装于驱动轴，从而与转子同步地旋转而使倾角能相对于驱动轴的轴线变化；

最小倾角限制元件，在将斜板与驱动轴的轴线正交时的斜板的倾角设定为0°的情况下，上述最小倾角限制元件将斜板的最小倾角限制为大致0°；

倾角增大弹簧，上述倾角增大弹簧将斜板从最小倾角朝倾角增大方向进行施力；

倾角减小弹簧，上述倾角减小弹簧将斜板从最大倾角朝倾角减小方向进行施力直到最小倾角；

转换机构，上述转换机构配置在活塞与斜板之间，将斜板的旋转转换为活塞的往复运动；以及

控制阀，上述控制阀对曲轴室的压力进行调节，

上述可变容量压缩机使曲轴室与吸入室的压力差变化而改变斜板的倾角，并对活塞的行程进行调节，以将从吸入室吸入到缸孔内的制冷剂压缩后，排出到排出室内，

其特征是，

安装有倾角减小弹簧和倾角增大弹簧的驱动轴、转子、连接元件及斜板的连接体为如下的连接体：

在驱动轴没有旋转时，斜板的倾角被定位在使倾角减小弹簧的作用力和倾角增大弹簧的作用力之和为零时的规定的倾角θa处，

在驱动轴旋转时，基于斜板的角度变化方向的惯性积的设定而产生的旋转运动的力矩MS朝倾角减小方向作用，而使斜板的倾角从规定的倾角θa变小，藉此，使基于倾角减小弹簧的作用力与倾角增大弹簧的作用力的合力而产生的力矩MF朝倾角增大方向作用，其结果是，将斜板的倾角自律地定位在使力矩MS与力矩MF之和为零时的规定的倾角θb处，

对倾角增大弹簧的作用力、倾角减小弹簧的作用力及斜板的角度变化方向的惯性积进行设定，以将上述规定的倾角θb定位在最高转速时能可靠地进行压缩动作的最小的倾角。

在本发明的这种可变容量压缩机中，在将最高转速时的斜板的倾角设定为θb(Nmax)时，除了最高转速之外的转速时被自律性地定位的斜板的倾角θb与上述θa、θb(Nmax)的大小关系变为θa＞θb≥θb(Nmax)。因而，即使压缩机的转速增大，因斜板的角度变化方向的惯性积而使斜板的倾角朝减小方向进行角度变化，在自律的定位状态下被自律性地定位的斜板的倾角θb也不会变得比θb(Nmax)小。对倾角增大弹簧的作用力、倾角减小弹簧的作用力及斜板的角度变化方向的惯性积进行设定，以使该θb(Nmax)为在最高转速时能可靠地进行压缩动作的最小的倾角。换言之，将倾角增大弹簧的作用力、倾角减小弹簧的作用力及斜板的角度变化方向的惯性积设定成使该θb(Nmax)为动作保证范围内的最小的斜板倾角，其中，在上述动作保证范围中，能可靠地进行压缩动作以在排出室内可靠地产生排出压力，通过利用控制阀对向曲轴室导入的排出气体导入量进行控制，来对曲轴室与吸入室的压力差进行控制，从而能使斜板的倾角可靠地进行角度变化。因而，在包括最高转速在内的高速旋转区域内，即使斜板的倾角过渡地到达机械性的最小倾角(大致为0°)附近，也能利用上述力矩MF和力矩MS使斜板的倾角可靠地复原到能可靠地进行压缩动作的倾角θb(例如大致为1°)，因此，能够避免无法进行容量控制的情况，并且由于倾角θb(大致为1°)是能可靠地进行压缩动作的最小的倾角，因此，能最高效地且可靠地降低在上述最高转速附近的高速旋转区域内的可变容量压缩机的消耗动力。同时，由于能将曲轴室的压力的上升抑制到所需的最小限度，因此，也能实现提高驱动轴的轴封装置等的寿命。

此外，由于连接体实际上是旋转的，因此，在还包括斜板的角度变化方向的惯性积的偏差、倾角减小弹簧的作用力及倾角增大弹簧的作用力的偏差、在连接元件及斜板与驱动轴的滑动部处产生的摩擦力的影响的状态下，能够将最高转速时的倾角θb可靠地定位在能可靠地进行压缩动作的最小的倾角(例如大致为1°)。

在本发明的可变容量压缩机中，如上所述，作为最高转速时的上述规定的倾角θb的目标值，能够设定为大致1°。

另外，在本发明的可变容量压缩机中，作为上述连接元件，可以采用上述连接元件为连杆机构，且该连杆机构包括将转子与斜板连接的连杆臂的结构。在包括连杆机构的可变容量压缩机中，斜板的角度变化方向的惯性积还必须考虑连杆臂的影响，与不具有连杆臂的其它铰链结构相比，惯性积存在偏差。因而，使连接体实际旋转来确认最高转速时的倾角θb的本发明的方式，适合这种包括连杆机构的可变容量压缩机。

另外，本发明还提供一种可变容量压缩机的制造方法，该可变容量压缩机包括：

外壳，上述外壳在内部划分形成有排出室、吸入室、曲轴室及缸孔；

活塞，上述活塞插入在缸孔中；

驱动轴，上述驱动轴能旋转地被支承在外壳内；

转子，上述转子以能与驱动轴同步地旋转的方式固定于驱动轴；

斜板，上述斜板经由连接元件而与转子连接，并能自由滑动地安装于驱动轴，从而与转子同步地旋转而使倾角能相对于驱动轴的轴线变化；

最小倾角限制元件，在将斜板与驱动轴的轴线正交时的斜板的倾角设定为0°的情况下，上述最小倾角限制元件将斜板的最小倾角限制为大致0°；

倾角增大弹簧，上述倾角增大弹簧将斜板从最小倾角朝倾角增大方向施力；

倾角减小弹簧，上述倾角减小弹簧将斜板从最大倾角朝倾角减小方向施力直到最小倾角；

转换机构，上述转换机构配置在活塞与斜板之间，将斜板的旋转转换为活塞的往复运动；以及

控制阀，上述控制阀对曲轴室的压力进行调节，

上述可变容量压缩机使曲轴室与吸入室的压力差变化而改变斜板的倾角，调节活塞的行程而将从吸入室吸入到缸孔内的制冷剂压缩，排出到排出室内，

上述可变容量压缩机的制造方法的特征是，

将安装有倾角减小弹簧和倾角增大弹簧的驱动轴、转子、连接元件及斜板的连接体构成为：

在驱动轴没有未旋转时，斜板的倾角被定位在使倾角减小弹簧的作用力和倾角增大弹簧的作用力之和为零时的规定的倾角θa处；

在驱动轴旋转时，基于斜板的角度变化方向的惯性积的设定而产生的旋转运动的力矩MS朝倾角减小方向作用，而使斜板的倾角从规定的倾角θa变小，藉此，使基于倾角减小弹簧的作用力和倾角增大弹簧的作用力的合力而产生的力矩MF朝倾角增大方向作用，其结果是，将斜板的倾角自律地定位在使力矩MS与力矩MF之和为零时的规定的倾角θb处，

并且对倾角增大弹簧的作用力、倾角减小弹簧的作用力及斜板的变角方向的惯性积进行设定，以将上述规定的倾角θb定位在最高转速时能可靠地进行压缩动作的最小的倾角。

发明效果

这样，根据本发明，能够将可变容量压缩机的斜板的角度变化动作可靠地确保到最高转速，并且能够高效地抑制高速旋转区域内的压缩机的消耗动力的增大。

附图说明

图1是本发明一实施方式的可变容量压缩机的纵剖视图。

图2是图1的可变容量压缩机中的倾角减小弹簧的作用力和倾角增大弹簧的作用力的合力与倾角之间的关系图。

图3是图1的可变容量压缩机中的连接体的纵剖视图。

图4是表示图1的可变容量压缩机中的斜板的角度变化方向的惯性积的特性图。

图5是在图1的可变容量压缩机中的、使连接体旋转时的力矩MF与力矩MS的特性图。

图6是在图1的可变容量压缩机中的、使连接体旋转时的斜板的倾角θb与压缩机转速之间的关系图。

图7是表示图1的可变容量压缩机中的、在斜板的最小倾角附近处的压缩动作的状态的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(1)可变容量压缩机

图1表示本发明一实施方式的、在车用空调系统中使用的可变容量压缩机。图1所示的可变容量压缩机100是无离合器压缩机，其包括：具有多个缸孔101a的缸体101；设置在缸体101一端的前部外壳102；以及隔着阀板103设置在缸体101的另一端的缸盖104。

以横穿由缸体101和前部外壳102规定的曲轴室140内的方式设置有驱动轴110，在该驱动轴110的轴向中央部的周围配置有斜板111。斜板111经由连杆机构120而与固定于驱动轴110的转子112连接，使得斜板111的倾角能沿驱动轴110变化。

连杆机构120由第一臂112a、第二臂111a、连杆臂121构成，其中，上述第一臂112a从转子112突出设置，上述第二臂111a从斜板111突出设置，上述连杆臂121的一端侧经由第一连接销122能自由转动地与第一臂112a连接，另一端侧经由第二连接销123能自由转动地与第二臂111a连接。

斜板111的通孔111c的形状形成为能使斜板111在最大倾角(θmax)与最小倾角(θmin)的范围内倾动，在通孔111c中形成有与驱动轴110抵接的最大倾角限制部和最小倾角限制部。

另外，在本实施方式中，例如假设是最大排出容量为160cc左右的无离合器压缩机，在将斜板111与驱动轴110正交时的斜板的倾角设定为0°的情况下，通孔111c的最小倾角限制部形成为使斜板111的倾角大致为0°。在此，最小倾角θmin大致为0°是指比－0.5°大且小于0.5°的区域，较为理想的是，设定为0°以上且小于0.5°。另外，将通孔111c的最大倾角限制部设定为使斜板111的倾角为20°～21°。

在转子112与斜板111之间安装有对斜板111施力直到最小倾角的、由压缩螺旋弹簧构成的倾角减小弹簧114，在斜板111与弹簧支承构件116之间安装有由压缩螺旋弹簧构成的倾角增大弹簧115，该倾角增大弹簧115沿使斜板111的倾角增大到比最大倾角小的规定倾角的方向施力。由于在处于最小倾角时倾角增大弹簧115的作用力被设定为比倾角减小弹簧114的作用力大，因此，在驱动轴110没有旋转时，斜板111被定位在使倾角减小弹簧114的作用力和倾角增大弹簧115的作用力的合力为零时的规定的倾角θa处(图2)。

另外，在考虑了与车辆的怠速相当的压缩机转速(例如700rpm)下从无离合器压缩机的关闭状态(空调非工作状态)向打开状态(空调工作状态)顺利地过渡的情况下，设定图2所示的在最小倾角θmin时的作用力的合力Fmin及规定的倾角θa，为了对关闭状态下的消耗动力进行抑制，将上述作用力的合力Fmin及规定的倾角θa设定为尽可能小的值。由于规定的倾角θa必须在能使压缩动作可靠地进行的区域，因此，将规定的倾角θa设定为比1°大，并且设定为小于5°的区域，以避免发动机启动时的压缩机负荷变得过大。理想的是，最好将规定的倾角θa设定为2°～3°，且将Fmin设定为－40N±15N左右(负号为倾角增大方向)。将最大倾角θmax时的作用力的合力Fmax设定为60N±15N左右。

驱动轴110的一端在朝前部外壳102的外侧突出的突出部102a内贯穿并延伸至外侧，而与未图示的传动装置连接。另外，在驱动轴110与突出部102a之间插入有轴封装置130，以将内部与外部切断。驱动轴110及转子112在径向方向上被轴承131、132所支承，在推力方向上被轴承133和止推板134所支承，将来自外部驱动源的动力传递至传动装置，驱动轴110能与传动装置的旋转同步地进行旋转。另外，利用调节螺钉135将驱动轴110的止推板134的抵接部与止推板134的间隙调节为规定的间隙。

在缸孔101a内配置有活塞136，在活塞136的朝曲轴室140一侧突出的端部的内侧空间内收容有斜板111的外周部，斜板111形成为通过一对滑履137而与活塞136连动的结构。因而，通过斜板111的旋转能使活塞136在缸孔101a内往复运动。

在缸盖104中划分形成有吸入室141和排出室142，其中，上述吸入室141位于径向中央部，上述排出室142在径向外侧以环状包围吸入室141，吸入室141经由设置于阀板103的连通孔103a和吸入阀(未图示)而与缸孔101a连通，排出室142经由排出阀(未图示)和设置于阀板103的连通孔103b而与缸孔101a连通。

前部外壳102、缸体101、阀板103和缸盖104隔着未图示的垫片，通过多个贯穿螺栓105连接而形成压缩机外壳。

另外，在缸体101的图1中的上部设置有消声器，通过用螺栓将盖构件106与划分形成在缸体101上部的形成壁101b隔着未图示的密封构件连接，从而形成消声器。在消声器空间143内配置有止回阀200。止回阀200配置在连通路144与消声器空间143的连接部，并响应于连通路144(上游侧)与消声器空间143(下游侧)的压力差而动作，在压力差比规定值小的情况下，将连通路144切断，在压力差比规定值大的情况下，将连通路144打开。因而，排出室142经由由连通路144、止回阀200、消声器空间143及排出端口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。

在缸盖104中形成有吸入端口104a和连通路104b，吸入室141经由由连通路104b及吸入端口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的一部分的方式呈直线状延伸。

在缸盖104中还设置有控制阀300。控制阀300对将排出室142与曲轴室140连通的连通路145的开度进行调节，并对向曲轴室140导入的排出气体导入量进行控制。另外，曲轴室140内的制冷剂经由连通路101c、空间146和形成于阀板103的节流孔103c流向吸入室141。

因而，能够利用控制阀300使曲轴室140的压力发生变化，并通过改变斜板111的倾角、即活塞136的行程，从而能对可变容量压缩机100的排出容量进行可变控制。

在空调工作时、即在可变容量压缩机100的工作状态下，基于外部信号对内置在控制阀300内的螺线管的通电量进行调节，对排出容量进行可变控制，以使吸入室141的压力变为规定值。控制阀300能够根据外部环境对吸入压力进行最优控制。

另外，在空调没有工作时、即在可变容量压缩机100的非工作状态下，通过停止对内置在控制阀300内的螺线管的通电，从而强制地使连通路145打开，以将可变容量压缩机100的排出容量控制到最小。

(2)作用于斜板的角度变化力矩

可变容量压缩机100运转时作用于斜板111的角度变化力矩有下述力矩。

·因作用于各活塞的汽缸压力而产生的力矩MCL(倾角增大方向)

·因作用于各活塞的曲轴室内的压力而产生的力矩MCR(倾角减小方向)

·因活塞的往复运动惯性力而产生的力矩MP(倾角增大方向)

·基于斜板的角度变化方向的惯性积的设定而产生的旋转运动的力矩MS

·因倾角减小弹簧的作用力和倾角增大弹簧的作用力的合力而产生的力矩MF

在空调工作时，通常气体压力的力矩(MCR－MCL)比其它的机械系统的力矩(MP、MS、MF)大，因此，也可以不必过度考虑机械系统的力矩，但由于力矩MP及力矩MS为转速的平方的函数，因此，在高速旋转区域内无法忽视力矩MP及力矩MS。

特别是在无离合器压缩机的关闭状态下(空调没有工作时)，由于气体压力的力矩(MCL、MCR)极小，因此，斜板111的角度变化动作容易受机械系统的力矩(MP、MS、MF)的影响。

在机械系统的力矩中，能调节大小的是力矩MF和力矩MS。力矩MF能通过倾角减小弹簧114和倾角增大弹簧115的作用力及弹簧常数来调节，在本实施方式中，根据图2所示的作用力F以及图3所示那样的在设计上确定的任意的斜板111的倾角下的、瞬间旋转中心C与驱动轴110的轴心的距离L的积，来求出力矩MF(MF＝F·L)。另外，瞬间旋转中心是在图3所示的安装有倾角减小弹簧114和倾角增大弹簧115的驱动轴110、转子112、连杆机构120及斜板111的连接体400中，穿过斜板111的旋转中心(K点)且和驱动轴110的轴线正交的线与穿过第一连接销122的中心及第二连接销123的中心的轴线的交点。

另外，力矩MS能通过对斜板111的形状、质量、重心即惯性积进行设定来调节，在本实施方式中，能够根据图4所示的惯性积值P，利用MS＝P·ω2来求出力矩MS(ω是驱动轴的旋转的角速度)。

图4表示包括连接销123和连杆臂121的影响在内的斜板111的角度变化方向的惯性积。

第二连接销123由于被压入固定于斜板111，因此与斜板111成为一体。由于连杆臂121以第一连接销122为中心转动，因此，连杆臂121的位置与斜板111的倾角变化对应变化。在驱动轴110旋转时，通过连杆臂121绕第一连接销122的中心作用有旋转运动的力矩，因此，连杆臂121经由第二连接销123产生使斜板111始终朝向倾角增大方向的旋转运动的力矩。因而，考虑因连杆臂121产生的倾角增大方向的旋转运动的力矩，来将第二连接销123与斜板111的连接体的惯性积设定成具有图4所示的特性。也就是说，惯性积值P由连杆臂121、和第二连接销123与斜板111的连接体这两个要素构成，因此，与不具有连杆臂121的其它的铰链结构相比，偏差更大。

另外，惯性积值P为零时的斜板的倾角θs设定为比0°大且小于1°的范围内。

(3)由力矩MF和力矩MS导致的斜板的倾动

接着，利用图5及图6对在使图3所示的安装有倾角减小弹簧114和倾角增大弹簧115的驱动轴110、转子112、连杆机构120及斜板111的连接体400旋转时，如何利用力矩MF和力矩MS来定位斜板111的倾角的情况进行说明。

例如，考虑从可变容量压缩机100中卸下缸盖104、阀板103、排出阀、吸入阀及活塞136而在大气压下进行运转的情况。在这种状态下，由于气体压力的力矩(MCR－MCL)及力矩MP为零，因此，在斜板上仅作用有力矩MF和力矩MS。

另外，例如，利用激光移位测量装置对斜板111旋转时的斜板111的轴向的移位量进行测量，从而能够求出斜板的倾角θ。在将照射激光的斜板111的位置设定为相当于穿过各活塞136的中心轴的节圆的位置时，所测量的斜板111的轴向移位量ΔL为活塞行程本身。在这种情况下，在将节圆直径设定为D时，斜板111的倾角θ与移位ΔL之间的关系为tanθ＝ΔL/D，若对斜板111的轴向移位量ΔL进行测量时，能够容易地求出斜板111的倾角θ。

在驱动轴110的旋转停止的状态下，由于MS＝0，因此，斜板111的倾角定位在使倾角减小弹簧114的作用力和倾角增大弹簧115的作用力平衡的斜板111的倾角θa处。

在使驱动轴110从旋转停止的状态以规定的转速旋转时，基于斜板111的角度变化方向的惯性积P而产生的旋转运动的力矩MS作用于斜板111，而使斜板111的倾角从倾角θa开始变化。在此，由于θs＜θa，因此，力矩MS沿倾角减小方向作用，斜板111的倾角从倾角θa向倾角θs变小。

当斜板111的倾角变得比倾角θa小时，由于在斜板111上沿倾角增大方向作用有因图2所示的弹簧作用力的合力F而产生的力矩MF，因此，在力矩MF与力矩MS的和变为零时的位置处，斜板111的倾角被自律性地定位(倾角θb)。当驱动轴110的转速增大时，倾角θb接近倾角θs，在最高转速(Nmax)时成为最小的角度。将该最高转速时的倾角θb(Nmax)设定成能使压缩动作可靠地进行的最小的倾角。也就是说，在最高转速时能可靠地确保所需最小限度的压缩动作，从而不会使斜板111的倾角不必要地增大。

另外，例如在斜板式可变容量压缩机中，假设最高转速(Nmax)为9000rpm(±1000rpm)左右。

斜板111的机械性的最小倾角θmin设定为大致0°，在实际的可变容量压缩机100的运转状态下，有时也会过渡性地到达最小倾角θmin，但在该状态下，力矩MP和气体压力的力矩(MCR－MCL)为零或极小，因此，为了使容量从最小倾角θmin复原，需要将倾角θb(Nmax)定位在能利用力矩MF和力矩MS可靠地进行压缩动作的倾角区域内。

通常当斜板111的倾角变小而接近0°附近时，由于在某一倾角以下时，压缩动作会变得不充分或是完全不进行压缩动作，因此，当通过实验对作为上述边界的倾角进行确认后，可知该倾角为0.2°左右，此外，还确认了能可靠地进行压缩动作的斜板111的倾角为0.4°以上。

即、如图7中表示在最小倾角附近的压缩动作的状态的示意图所示，在将完全不进行压缩动作的区域与压缩动作不充分的区域的边界的倾角设定为θc，将压缩动作不充分的区域与能可靠地进行压缩动作的区域的边界的倾角设定为θd时，能够表示为：

压缩动作完全不再进行的区域：0°≤θ＜θc

压缩动作不充分的区域：θc≤θ＜θd

可靠地进行压缩动作的区域：θd≤θ，

确认到θc为0.2°左右，θd为0.4°以上。根据与车辆的怠速相当的压缩机转速，来判断是否进行压缩动作(例如700rpm)。

因而，较为理想的是，在图4中惯性积值P为零时的倾角θs为大致0.4°(0.4°±0.3°左右的范围内)，此外，上述倾角θb(Nmax)为大致1°(1°±0.5°左右的范围内)，最为理想是为1°以下(不过θs＜θb)。

连杆机构120中惯性积值P的偏差比其它的铰链结构大，而且弹簧的作用力的合力F也存在偏差，此外在斜板111进行倾动时，在连杆机构120及驱动轴110的外周与通孔111c的滑动部处作用有摩擦力，因此，倾角θb(Nmax)的偏差也会变大，但由于使连接体400实际旋转来确认倾角θb(Nmax)，因此，只要对惯性积值P及弹簧的作用力的合力F进行修正，以使其成为目标的倾角，就能将倾角θb可靠地定位在期望的范围内。

如上所述，将倾角减小弹簧114的作用力、倾角增大弹簧115的作用力及斜板111的角度变化方向的惯性积设定成当在连接体400中使驱动轴110旋转时，随着通过设定斜板111的角度变化方向的惯性积而使转速增大，斜板111的倾角自律性地减小，在最高转速时位于能使压缩动作可靠地进行的最小的倾角，因此，能够有效地利于降低在高速旋转区域内的可变容量压缩机的消耗动力。另外，同时由于曲轴室的压力上升也受到抑制，因此，也能利于提高轴封装置130的寿命。

另外，上述的θs的数值表示的是理想的状态，本发明不限定于此。例如，即使将θs设定为稍微负的角度(例如－0.5°＜θs＜0)，只要设定弹簧作用力，以通过力矩MF与力矩MS之和来获得期望的θb即可。

另外，在上述实施方式中，将可变容量压缩机100设定为无离合器压缩机，但也可以是安装有电磁离合器的可变容量压缩机。另外，本发明也能应用在摆动板式可变容量压缩机中。

另外，将转子与斜板连接的连接元件不限定于上述实施方式。例如也可以是在转子臂上形成长孔，且使固定于斜板的销与上述长孔连接的结构。

另外，在上述实施方式中，是斜板被驱动轴直接支承的结构，但也可以是被能滑动地嵌套在驱动轴上的斜板支承体(套筒)支承的斜板结构。

此外，最小倾角限制元件也不限定于上述实施方式。例如也可以将挡圈固定在驱动轴上来限制最小倾角。

工业上的可利用性

本发明能够应用在将制冷剂压缩的所有斜板式可变容量压缩机中，特别是适合地应用于在车用空调系统中使用的压缩机中。

(符号说明)

100 可变容量压缩机

101 缸体

101a 缸孔

101b 形成壁

101c 连通路

102 前部外壳

102a 突出部

103 阀板

103a 吸入孔

103b 排出孔

103c 节流孔

104 缸盖

104a 吸入端口

104b 连通路

105 贯穿螺栓

106 盖构件

106a 排出端口

110 驱动轴

111 斜板

111a 第二臂

111c 通孔

112 转子

112a 第一臂

114 倾角减小弹簧

115 倾角增大弹簧

116 弹簧支承构件

120 连杆机构

121 连杆臂

122 第一连接销

123 第二连接销

130 轴封装置

131、132 向心轴承

133 推力轴承

134 止推板

135 调节螺钉

136 活塞

137 滑履

140 曲轴室

141 吸入室

142 排出室

143 消声器空间

144 连通路

145 压力供给通路

146 空间

200 止回阀

300 控制阀。

Claims (4)

1.一种可变容量压缩机，包括：

外壳，所述外壳在内部划分形成有排出室、吸入室、曲轴室及缸孔；

活塞，所述活塞插入在缸孔中；

驱动轴，所述驱动轴能旋转地被支承在外壳内；

转子，所述转子以能与驱动轴同步地旋转的方式固定于驱动轴；

斜板，所述斜板经由连接元件而与转子连接，并能自由滑动地安装于驱动轴，从而与转子同步地旋转而使倾角能相对于驱动轴的轴线变化；

最小倾角限制元件，在将斜板与驱动轴的轴线正交时的斜板的倾角设定为0°的情况下，所述最小倾角限制元件将斜板的最小倾角限制为大致0°；

倾角增大弹簧，所述倾角增大弹簧将斜板从最小倾角朝倾角增大方向施力；

倾角减小弹簧，所述倾角减小弹簧将斜板从最大倾角朝倾角减小方向施力直到最小倾角；

转换机构，所述转换机构配置在活塞与斜板之间，并将斜板的旋转转换为活塞的往复运动；以及

控制阀，所述控制阀对曲轴室的压力进行调节，

所述可变容量压缩机使曲轴室与吸入室的压力差变化而改变斜板的倾角，并对活塞的行程进行调节，以将从吸入室吸入到缸孔内的制冷剂压缩后，排出到排出室内，

其特征在于，

安装有倾角减小弹簧和倾角增大弹簧的驱动轴、转子、连接元件及斜板的连接体为如下的连接体：

在驱动轴没有旋转时，斜板的倾角被定位在使倾角减小弹簧的作用力和倾角增大弹簧的作用力之和为零时的规定的倾角θa处；

在驱动轴旋转时，基于斜板的角度变化方向的惯性积的设定而产生的旋转运动的力矩MS朝倾角减小方向作用，而使斜板的倾角从规定的倾角θa变小，藉此，使基于倾角减小弹簧的作用力和倾角增大弹簧的作用力的合力而产生的力矩MF朝倾角增大方向作用，其结果是，将斜板的倾角自律地定位在使力矩MS与力矩MF之和为零时的规定的倾角θb处，

对倾角增大弹簧的作用力、倾角减小弹簧的作用力及斜板的角度变化方向的惯性积进行设定，以将所述规定的倾角θb定位在最高转速时能可靠地进行压缩动作的最小的倾角。

2.如权利要求1所述的可变容量压缩机，其特征在于，

在最高转速时，所述规定的倾角θb的目标值大致为1°。

3.如权利要求1或2所述的可变容量压缩机，其特征在于，

所述连接元件为连杆机构，该连杆机构包括将转子与斜板连接的连杆臂。

4.一种可变容量压缩机的制造方法，该可变容量压缩机包括：

外壳，所述外壳在内部划分形成有排出室、吸入室、曲轴室及缸孔；

活塞，所述活塞插入在缸孔中；

驱动轴，所述驱动轴能旋转地被支承在外壳内；

转子，所述转子以能与驱动轴同步地旋转的方式固定于驱动轴；

斜板，所述斜板经由连接元件而与转子连接，并能自由滑动地安装于驱动轴，从而与转子同步地旋转而使倾角能相对于驱动轴的轴线变化；

最小倾角限制元件，在将斜板与驱动轴的轴线正交时的斜板的倾角设定为0°的情况下，所述最小倾角限制元件将斜板的最小倾角限制为大致0°；

倾角增大弹簧，所述倾角增大弹簧将斜板从最小倾角朝倾角增大方向施力；

倾角减小弹簧，所述倾角减小弹簧将斜板从最大倾角朝倾角减小方向施力直到最小倾角；

转换机构，所述转换机构配置在活塞与斜板之间，将斜板的旋转转换为活塞的往复运动；以及

控制阀，所述控制阀对曲轴室的压力进行调节，

所述可变容量压缩机使曲轴室与吸入室的压力差变化而改变斜板的倾角，并对活塞的行程进行调节，以将从吸入室吸入到缸孔内的制冷剂压缩后排出到排出室内，

所述可变容量压缩机的制造方法的特征在于，

将安装有倾角减小弹簧和倾角增大弹簧的驱动轴、转子、连接元件及斜板的连接体构成为：

在驱动轴没有旋转时，斜板的倾角被定位在使倾角减小弹簧的作用力和倾角增大弹簧的作用力之和为零时的规定的倾角θa处；

在驱动轴旋转时，基于斜板的角度变化方向的惯性积的设定而产生的旋转运动的力矩MS朝倾角减小方向作用，而使斜板的倾角从规定的倾角θa变小，藉此，使基于倾角减小弹簧的作用力和倾角增大弹簧的作用力的合力而产生的力矩MF朝倾角增大方向作用，其结果是，将斜板的倾角自律地定位在使力矩MS与力矩MF之和为零时的规定的倾角θb处，

并且对倾角增大弹簧的作用力、倾角减小弹簧的作用力及斜板的角度变化方向的惯性积进行设定，以将所述规定的倾角θb定位在最高转速时能可靠地进行压缩动作的最小的倾角。