專利名稱：可變?nèi)萘繅嚎s機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變?nèi)萘繅嚎s機，特別地，涉及一種能實現(xiàn)脈動的降低、耐久性及耐壓性的提高等，并能通過軸向移動構(gòu)件更順暢且高精度地控制斜板的傾角的可變?nèi)萘繅嚎s機。
背景技術(shù)：
眾所周知有一種可變?nèi)萘繅嚎s機，其包括形成有吸入室及排出室的汽缸蓋；具有能供活塞往復(fù)運動地插入的缸膛的缸體；由該缸體和前殼形成的曲柄室；配置于該曲柄室內(nèi)，與主軸一起旋轉(zhuǎn)并被支承成自身的傾角能相對于該主軸改變角度的斜板；以及將該斜板的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為上述活塞的往復(fù)運動的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)。另外，作為與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的可變?nèi)萘繅嚎s機，已由本申請人提出一種擺動板式的可變?nèi)萘繅嚎s機(專利文獻1)，該可變?nèi)萘繅嚎s機具有以下結(jié)構(gòu)，上述運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)包括擺動板，該擺動板將斜板的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為自身的擺動運動，并通過連結(jié)桿將該擺動運動傳遞至活塞，以使活塞往復(fù)運動；以及該擺動板的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)，該擺動板的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)由具有以下構(gòu)件的機構(gòu)構(gòu)成(a)內(nèi)圈，該內(nèi)圈的旋轉(zhuǎn)被阻止了但可沿軸向移動地設(shè)于外殼內(nèi)，并具有用于對為進行動力傳遞而設(shè)置的多個球進行引導(dǎo)的多個導(dǎo)向槽；(b)外圈， 該外圈在與上述內(nèi)圈的各導(dǎo)向槽相對的位置具有用于對上述球進行引導(dǎo)的多個導(dǎo)向槽，在外周連結(jié)有擺動板，并被支承成能與擺動板一起擺動；以及(c)多個球，這些球被形成于上述內(nèi)圈和外圈的彼此相對的導(dǎo)向槽保持，在該導(dǎo)向槽之間被壓縮來進行動力傳遞。在這種結(jié)構(gòu)的可變?nèi)萘繅嚎s機中，上述內(nèi)圈構(gòu)成與斜板的傾角實質(zhì)上一一對應(yīng)地在沿著主軸的軸心的方向上移動的軸向移動構(gòu)件。具體而言，上述已由本申請人提出的可變?nèi)萘繅嚎s機具有例如圖11、圖12所示的結(jié)構(gòu)。圖11表示最大容量(最大凸輪角[最大斜板角])狀態(tài)，圖12表示最小容量(最小凸輪角[最小斜板角])狀態(tài)。在圖中，斜板206被設(shè)成能通過鉸鏈機構(gòu)205相對于插通由前殼201和缸體202形成的曲柄室203內(nèi)的主軸204改變其傾角且能與主軸204 —體旋轉(zhuǎn)。 斜板206的旋轉(zhuǎn)運動被轉(zhuǎn)換為擺動板207的擺動運動，該擺動運動通過連結(jié)桿208而轉(zhuǎn)換為活塞209的往復(fù)運動。在圖示例中，擺動板207的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)210由具有(i)內(nèi)圈213、 ( )套筒214、(iii)外圈215及(iv)多個球212的機構(gòu)構(gòu)成，其中，上述內(nèi)圈213設(shè)成其旋轉(zhuǎn)被花鍵卡合機構(gòu)211阻止了但能在軸向上移動，并設(shè)成能相對于主軸204自由地相對旋轉(zhuǎn)，且具有用于對為進行動力傳遞而設(shè)置的多個球212進行引導(dǎo)的多個導(dǎo)向槽，上述套筒214作為擺動板207的擺動運動的擺動中心構(gòu)件起作用，并設(shè)成能相對于主軸204旋轉(zhuǎn)及能在軸向上移動，與內(nèi)圈213卡合成能和該內(nèi)圈213 —起在軸向上移動，上述外圈215在與內(nèi)圈213的各導(dǎo)向槽相對的位置具有用于對球212進行引導(dǎo)的多個導(dǎo)向槽，被套筒214 支承成能擺動，并將擺動板207固定支承于外周，上述多個球212被內(nèi)圈213及外圈215的彼此相對的導(dǎo)向槽保持，在該導(dǎo)向槽間被壓縮而進行動力傳遞。在汽缸蓋216內(nèi)形成有吸入室217和排出室218。在圖示例中，朝壓縮機吸入的吸入氣體從吸入端口 219經(jīng)由吸入節(jié)流閥220被吸入到吸入室217，在缸膛221內(nèi)被活塞209壓縮后的氣體排出至排出室218， 在圖示例中，從排出室218經(jīng)由排出截止閥222、排出端口 223而被輸送至外部回路。此外，在包括上述現(xiàn)有一般的可變?nèi)萘繅嚎s機及上述已由本申請人提出的擺動板式的可變?nèi)萘繅嚎s機的現(xiàn)有可變?nèi)萘繅嚎s機中，也如圖11例示的那樣，通常，設(shè)置有連通路225和連通路227，通過改變控制閥224的開度，來對曲柄室203的氣體壓力Pc進行控制，其中，上述連通路225將利用控制閥2M或節(jié)流孔對排出室218的壓力Pd調(diào)節(jié)后的排出氣體導(dǎo)入曲柄室203，上述連通路227使曲柄室氣體經(jīng)由控制閥或節(jié)流孔2 而朝吸入室 217側(cè)(壓力Ps)返回。對于具有這種結(jié)構(gòu)的可變?nèi)萘繅嚎s機，為了與后述的本發(fā)明進行比較，對壓縮機內(nèi)的力偶矩的平衡進行說明。在壓縮機內(nèi)，因包括斜板206類零件(在具有擺動板207的情況下是包括該擺動板207的結(jié)構(gòu))的旋轉(zhuǎn)類零件的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的力偶矩、包括活塞209 類零件的往復(fù)運動類零件的往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩，作為因壓縮機運轉(zhuǎn)而起作用的凸輪變角方向的力偶矩，是根據(jù)凸輪角而如圖13所示那樣產(chǎn)生的，因這些零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的整體的力偶矩如圖13所示(在圖示例中，在所有的凸輪角上，整體的力偶矩朝容量(凸輪角)增大方向起作用)。此外，與因這些零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩不同，由于壓縮機的壓縮作用和控制閥的調(diào)壓作用而在壓縮機內(nèi)部的各空間中產(chǎn)生氣體壓力的分布，因此，例如圖14所示，根據(jù)這些氣體壓力的分布，會產(chǎn)生使凸輪角增大或減小的方向上的力偶矩。實際上，由于壓縮機的主軸204旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生壓縮作用，因此，在壓縮機運轉(zhuǎn)中，因上述各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩和因氣體壓力的分布而產(chǎn)生的力偶矩同時起作用，利用這兩種力偶矩的綜合平衡(整體平衡)來進行調(diào)節(jié)以使凸輪角處于任意的規(guī)定角度，從而將壓縮機的容量控制為期望的容量。在此，圖14中的各符號的意義如下。Pc 曲柄室壓力(控制氣體壓力)Ps 吸入壓力Pd:排出壓力Ap:活塞(缸膛)面積Ll 從凸輪角變化的瞬時旋轉(zhuǎn)中心到壓縮行程活塞的壓力作用線為止的距離L2 從凸輪角變化的瞬時旋轉(zhuǎn)中心到吸入行程活塞的壓力作用線為止的距離Ml 凸輪角增大方向的力矩M2 凸輪角減小方向的力矩Ml = Pc · Ap · Ll+Ps · Ap · L2M2 = -Pd · Ap · Ll-Pc · Ap · L2M1+M2 = Pc · Ap · Ll+Ps · Ap · L2_Pd · Ap · Ll-Pc · Ap · L2= Pc (Ap · Ll-Ap · L2) +Ps · Ap · L2_Pd · Ap · Ll^ (-Pc+Ps) Ap · L2 (Li ^ 0 的情況)在上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，將Ll設(shè)定得較小，以使排出壓力的負載對斜板凸輪角的控制不產(chǎn)生影響。因此，若調(diào)節(jié)曲柄室壓力與吸入壓力之間的壓力差，則能控制凸輪角以與圖13 的因各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩平衡。另外，圖14中的Ml和M2實際上是在所有的活塞中計算出的Ml和M2。
在具有這種現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的可變?nèi)萘繅嚎s機中，由于朝曲柄室導(dǎo)入將排出壓力減壓后的溫度較高、壓力較高的控制氣體，因此，對于旋轉(zhuǎn)、驅(qū)動零件和密封部的耐久性是不利的。另外，為了消除或減輕因吸入、排出脈動等而引起的噪聲問題，有時在汽缸蓋中內(nèi)置節(jié)流閥、消聲器等脈動降低元件，但若這樣，則會降低控制閥、因非離合器方式而必要的制冷劑截止閥等的布局上的設(shè)計自由度。此外，基本而言，通過改變控制閥的開度，來調(diào)節(jié)曲柄室壓力與排出室壓力或曲柄室壓力與吸入室壓力之間的壓力差，對曲柄室的氣體壓力進行控制，從而來進行容量(斜板傾角)的控制，即僅通過氣體壓力的控制來進行容量(斜板傾角)的控制，因此，與利用后述本發(fā)明的軸向移動構(gòu)件的軸向位置與斜板傾角一一對應(yīng)的機械性關(guān)系的控制相比，在控制精度上存在限度。作為與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的技術(shù)，已知有一種壓縮機的結(jié)構(gòu)為了實現(xiàn)各滑動部的冷卻、潤滑和吸入脈動的降低，抑制排出溫度的上升，在曲柄室開口有與外部回路連接的制冷劑氣體的吸入孔，將吸入氣體從曲柄室經(jīng)由形成于缸體的連通路而引導(dǎo)至形成于汽缸蓋內(nèi)的吸入室中(例如，專利文獻2、3)。然而，在這些現(xiàn)有技術(shù)中，未公開、啟示后述本發(fā)明的軸向移動構(gòu)件、在該軸向移動構(gòu)件的一端側(cè)施加曲柄室的壓力而在另一端側(cè)施加排出壓力與吸入壓力之間的中間壓力的結(jié)構(gòu)、控制該中間壓力的結(jié)構(gòu)和技術(shù)思想，因而不能進行本發(fā)明這樣的控制?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本專利特開2008-138637號公報專利文獻2 日本專利特開平8-189464號公報專利文獻3 日本專利特開平9-273483號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供一種可變?nèi)萘繅嚎s機，其能實現(xiàn)脈動的降低、耐久性及耐壓性的提高等壓縮機性能的提高，并能通過軸向移動構(gòu)件更順暢且高精度地將斜板的傾角控制成目標傾角，且性能、特性優(yōu)異。解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的可變?nèi)萘繅嚎s機包括汽缸蓋，在該汽缸蓋中形成有吸入室及排出室；缸體，該缸體具有能供活塞往復(fù)運動地插入的缸膛；曲柄室，該曲柄室由上述缸體和前殼形成；斜板，該斜板配置于上述曲柄室內(nèi)，與主軸一起旋轉(zhuǎn)并被支承成能相對于該主軸改變自身的傾角；以及運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)，該運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)將上述斜板的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為上述活塞的往復(fù)運動，其特征是，將吸入氣體朝壓縮機吸入的吸入路朝上述曲柄室開口，在上述缸體中設(shè)有使上述曲柄室與上述吸入室連通的連通路，在上述主軸周圍設(shè)有軸向移動構(gòu)件，該軸向移動構(gòu)件與上述斜板的傾角實質(zhì)上一一對應(yīng)地在沿上述主軸的軸心的方向上移動，該軸向移動構(gòu)件配置成在其一端側(cè)施加有上述曲柄室內(nèi)的壓力，而在其另一端側(cè)施加有上述排出室內(nèi)的壓力與上述吸入室內(nèi)的壓力之間的中間壓力，且設(shè)有能對上述中間壓力進行控制的中間壓力控制機構(gòu)。在這種本發(fā)明的可變?nèi)萘繅嚎s機中，將吸入氣體從外部朝壓縮機吸入的吸入路并未直接朝向形成于汽缸蓋內(nèi)的吸入室開口，而是首先朝曲柄室開口，將導(dǎo)入曲柄室內(nèi)的吸入氣體經(jīng)由設(shè)于缸體的連通路而導(dǎo)入吸入室。因此，容量較大的曲柄室相對于外部回路成為吸入腔，因此，可防止或降低因吸入脈動而產(chǎn)生的噪聲。另外，利用該結(jié)構(gòu)能降低形成于汽缸蓋內(nèi)的吸入室的容積，相應(yīng)地，能增加排出室的容積，因此，也可防止或降低因排出脈動而引起的噪聲。另外，曲柄室內(nèi)處于吸入氣體環(huán)境下，溫度、壓力降低，因此，可提高主軸的密封構(gòu)件、各驅(qū)動零件的耐久性，另外，還可相對提高形成曲柄室的筐體零件的耐壓性。 當(dāng)筐體零件、尤其是前殼的耐壓性得到提高時，能通過薄壁化等而實現(xiàn)輕量化。此外，在與斜板的傾角實際上一一對應(yīng)地在沿著主軸的軸心的方向上移動的軸向移動構(gòu)件的各端部側(cè)施加有曲柄室內(nèi)的壓力和被中間壓力控制機構(gòu)控制的中間壓力，藉此，可高精度地控制軸向移動構(gòu)件的軸向位置，通過該位置控制能高精度地控制斜板的傾角、壓縮機容量。因此，與以往僅通過使因各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩與因氣體壓力的分布而產(chǎn)生的力偶矩實現(xiàn)綜合平衡(整體平衡)而進行的容量(斜板傾角)控制相比，可通過軸向移動構(gòu)件的軸向位置控制來進行容量(斜板傾角)控制，因此，可提高控制的穩(wěn)定性，并能提高控制精度。該軸向移動構(gòu)件的軸向位置控制是根據(jù)施加于軸向移動構(gòu)件的一端側(cè)的曲柄室側(cè)的氣體壓力(吸入氣體壓力)與施加于另一端側(cè)的排出氣體壓力和上述吸入氣體壓力之間的中間壓力的壓力差而進行的，但該中間壓力不會比施加于相反一側(cè)的吸入氣體壓力低，因此，僅根據(jù)施加于該軸向移動構(gòu)件的兩端側(cè)的氣體壓力，只能在凸輪角(斜板傾角) 增大方向上控制軸向移動構(gòu)件。然而，凸輪角(斜板傾角)實際上是根據(jù)在凸輪角增減方向上作用的因壓縮機內(nèi)部的各空間的氣體壓力而產(chǎn)生的力偶矩與因壓縮機內(nèi)部的各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩的綜合平衡來確定的，因此，例如，通過設(shè)定凸輪輪廓以利用朝活塞的排出氣體壓力作用產(chǎn)生合適大小的凸輪角減小方向上的力偶矩，或通過設(shè)定以使因壓縮機內(nèi)部的各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩的整體平衡在所有凸輪角(斜板傾角)上處于凸輪角減小方向(斜板的傾角減小方向、即容量減小方向)，或通過并用上述兩種設(shè)定，從而能僅以上述中間壓力的控制來進行軸向移動構(gòu)件的軸向位置控制，由此能高精度地進行順暢的容量控制，尤其可緩和高速時等的啟動震動，從而能獲得順暢的啟動性。另外，若構(gòu)成為因壓縮機內(nèi)部的各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩的整體平衡在凸輪角變角區(qū)域的整個區(qū)域中都在凸輪角減小方向上作用，則例如在驅(qū)動力傳遞方式為非離合器方式的情況下，不進行曲柄室的增壓等，就能維持壓縮機工作關(guān)閉模式(日文才 7 — K )(即，將斜板的傾角保持為最小傾角的模式)，因此，壓縮機工作關(guān)閉模式時的壓縮機內(nèi)的制冷劑循環(huán)量會減少，從而能實現(xiàn)相應(yīng)程度的動力消耗的降低。即，在非離合器方式的情況下，在壓縮機工作關(guān)閉模式時，使被保持為最小傾角的斜板等旋轉(zhuǎn)零件就那樣旋轉(zhuǎn)，因此，通過降低此時的動力消耗，也可降低壓縮機整體的動力消耗。
在上述本發(fā)明的可變?nèi)萘繅嚎s機中，作為以朝曲柄室開口的方式形成的上述吸入路的通路，能采用如下各種實施方式。例如，上述吸入路形成于前殼，能從外部回路直接將吸入氣體吸入曲柄室內(nèi)。或者，上述吸入路也可從缸體形成至前殼，將來自外部回路的吸入氣體暫時吸入缸體部分，并由此經(jīng)由前殼部分吸入曲柄室內(nèi)?；蛘撸鲜鑫肼芬部纱┻^缸體(使缸體處于中間)從汽缸蓋形成至前殼，將來自外部回路的吸入氣體暫時吸入汽缸蓋部分(與形成于汽缸蓋內(nèi)的吸入室不同的部分)，并由此經(jīng)由缸體部分、前殼部分吸入曲柄室內(nèi)。
另外，關(guān)于本發(fā)明的對上述軸向移動構(gòu)件的兩端側(cè)施加壓力的結(jié)構(gòu)，基本上需使該構(gòu)件兩端側(cè)的壓力相互被密封。因此，較為理想的是，在上述軸向移動構(gòu)件的另一端側(cè)形成有被控制成上述中間壓力的上述中間壓力室，該中間壓力室相對于曲柄室被密封。在設(shè)有這種中間壓力室的結(jié)構(gòu)中，能采用例如以下各種實施方式作為上述中間壓力控制機構(gòu)。例如，上述中間壓力控制機構(gòu)能構(gòu)成為以下機構(gòu)，具有連通路，該連通路位于排出室與中間壓力室之間；控制閥，該控制閥設(shè)于上述連通路中，并能對從排出室內(nèi)的壓力朝規(guī)定的中間壓力的減壓進行控制；連通路，該連通路位于中間壓力室與吸入室之間； 以及節(jié)流孔，該節(jié)流孔設(shè)于上述連通路中?；蛘?，上述中間壓力控制機構(gòu)也能構(gòu)成為以下機構(gòu)，具有連通路，該連通路位于排出室與中間壓力室之間；連通路，該連通路位于中間壓力室與吸入室之間；以及控制閥，該控制閥設(shè)于該兩連通路中，能對從排出室內(nèi)的壓力朝規(guī)定的中間壓力的減壓進行控制，且能對從中間壓力室朝吸入室的氣流的節(jié)流程度進行控制?；蛘?，上述中間壓力控制機構(gòu)也能構(gòu)成為以下機構(gòu)，具有連通路，該連通路位于排出室與中間壓力室之間；節(jié)流孔，該節(jié)流孔設(shè)于上述連通路中；連通路，該連通路位于中間壓力室與吸入室之間；以及控制閥，該控制閥設(shè)于上述連通路中，能對朝中間壓力室內(nèi)的規(guī)定的中間壓力的減壓進行控制。在中間壓力控制機構(gòu)設(shè)于排出室與中間壓力室之間的連通路中的形式的情況下，設(shè)于軸向移動構(gòu)件的另一端側(cè)的密封構(gòu)件也可以是允許從中間壓力室朝曲柄室泄漏與流過中間壓力室和吸入室之間的節(jié)流孔的氣體流量相當(dāng)?shù)牧髁康拿芊鈽?gòu)件， 在該情況下，也能省略從中間壓力室朝吸入室的連通路和該連通路中的節(jié)流孔。另外，在本發(fā)明中，上述運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)能采用以下各種實施方式。例如，上述運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)能由以下機構(gòu)構(gòu)成，該機構(gòu)包括擺動板，該擺動板將斜板的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為自身的擺動運動，并通過連結(jié)桿將該擺動運動傳遞至活塞，以使活塞往復(fù)運動；以及該擺動板的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)。即，構(gòu)成為所謂的擺動板式的可變?nèi)萘繅嚎s機。在構(gòu)成為這種擺動板式的可變?nèi)萘繅嚎s機的情況下，能適用本申請人的在先申請即上述專利文獻1中記載的結(jié)構(gòu)。即，能適用以下結(jié)構(gòu)，上述擺動板的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)由具有下述構(gòu)件的機構(gòu)構(gòu)成(a)內(nèi)圈，該內(nèi)圈在外殼內(nèi)設(shè)置成旋轉(zhuǎn)被阻止了但可沿軸向移動，并具有用于對為進行動力傳遞而設(shè)置的多個球進行導(dǎo)向的多個導(dǎo)向槽；(b)外圈，該外圈在與上述內(nèi)圈的各導(dǎo)向槽相對的位置具有用于對上述球進行導(dǎo)向的多個導(dǎo)向槽，在外周連結(jié)有上述擺動板，并被支承成能與上述擺動板一起擺動；以及(c)多個球，這些球被形成于上述內(nèi)圈和外圈的彼此相對的導(dǎo)向槽保持，在該導(dǎo)向槽之間被壓縮來進行動力傳遞，在該情況下，內(nèi)圈只要構(gòu)成為本發(fā)明的上述軸向移動構(gòu)件即可。另外，在該情況下，如上述專利文獻1所記載的那樣，也能采用以下結(jié)構(gòu)上述擺動板的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)還包括(d)套筒，該套筒作為上述擺動板的擺動運動的擺動中心構(gòu)件起作用，能相對于上述主軸相對旋轉(zhuǎn)和沿軸向移動地設(shè)于該主軸上，并與上述內(nèi)圈卡合成能和該內(nèi)圈一起沿軸向移動，在上述結(jié)構(gòu)中，外圈被該套筒支承成能擺動?；蛘撸诒景l(fā)明的可變?nèi)萘繅嚎s機中，除了構(gòu)成為上述擺動板式的可變?nèi)萘繅嚎s機以外，例如，也能采用以下結(jié)構(gòu)上述運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)由通過與斜板的外周側(cè)兩面滑動接觸的一對滑履而轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運動的機構(gòu)構(gòu)成。 此外，在本發(fā)明的可變?nèi)萘繅嚎s機中，為了高效率且高精度迅速地將斜板的傾角控制成目標傾角，較為理想的是，對使斜板的傾角改變角度的凸輪機構(gòu)進行改進。例如，較為理想的是，通過設(shè)于上述主軸與上述斜板之間的凸輪機構(gòu)使斜板的傾角改變角度，對上述凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓進行設(shè)定，以在以下負載作為容量減小方向的力偶矩對斜板作用的位置具有斜板的瞬時旋轉(zhuǎn)中心，其中，上述負載是因處于壓縮行程的多個活塞中的至少一個活塞的壓縮反力而產(chǎn)生的。關(guān)于該機構(gòu)的具體例，將在后述本發(fā)明的實施方式中詳細說明。另外，這種機構(gòu)能如下所述地實現(xiàn)。例如，能由以下機構(gòu)來實現(xiàn)上述凸輪機構(gòu)由包括形成于從主軸側(cè)延伸出的臂部和從斜板側(cè)延伸出的臂部中的一個臂部的長孔與設(shè)于另一個臂部的銷的滑動卡合機構(gòu)構(gòu)成，通過將上述長孔的形狀形成為S字形來設(shè)定上述凸輪輪廓。另外，在本發(fā)明的可變?nèi)萘繅嚎s機中，較為理想的是，對各零件進行設(shè)定，以使至少因各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而在上述斜板的傾角變化面內(nèi)所產(chǎn)生的力偶矩的整體平衡在整個斜板傾角中朝向傾角減小方向。在這種結(jié)構(gòu)中，因各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的斜板的力偶矩的整體平衡始終在斜板傾角減小方向上作用，即，始終在期望的一方向上作用， 因此，只要控制施加于上述軸向移動構(gòu)件的另一端側(cè)的中間壓力，就能將斜板的傾角容易且高精度地控制為目標傾角。換言之，如上所述，由于施加于軸向移動構(gòu)件的另一端側(cè)的中間壓力不會比施加于相反一側(cè)的吸入壓力低，因此，僅通過施加于軸向移動構(gòu)件的兩端側(cè)的氣體壓力，就能只在凸輪角(斜板傾角)增大方向上作用于軸向移動構(gòu)件。然而，若設(shè)定成因各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的斜板的力偶矩的整體平衡始終在斜板傾角減小方向上作用，則通過中間壓力的控制，能容易地將凸輪角(斜板傾角)控制為任意的期望的角度。另外，由于對斜板始終朝傾角減小方向作用有力偶矩，因此，例如在欲維持壓縮機工作關(guān)閉模式的情況等下，僅通過驅(qū)動壓縮機旋轉(zhuǎn)，就能使斜板自然地朝最小傾角方向改變角度，并在朝最小傾角改變角度后，能維持在該最小傾角。在該情況下，還可采用以下方式設(shè)有彈簧，該彈簧至少對斜板朝傾角減小方向施力，對各零件進行設(shè)定，以使包括該彈簧的作用力在內(nèi)的、因旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而在上述斜板的傾角變化面內(nèi)產(chǎn)生的力偶矩的整體平衡在整個斜板傾角中朝向傾角減小方向。根據(jù)該實施方式，如后述例示所述，對于無論傾角怎樣變化都始終欲朝傾角減小方向按壓傾角變化的斜板的情況等是有效的。例如，即便在上述軸向移動構(gòu)件和斜板或斜板支承構(gòu)件未被機械地連結(jié)在一起的情況等下，也始終能使斜板的中央部或斜板支承構(gòu)件和軸向移動構(gòu)件在軸向上彼此按壓，從而能使兩構(gòu)件始終在軸向上一體地移動，藉此，能使軸向移動構(gòu)件的軸向位置與斜板傾角始終正確地一一對應(yīng)。發(fā)明效果這樣，根據(jù)本發(fā)明的可變?nèi)萘繅嚎s機，利用經(jīng)由朝曲柄室開口的吸入路將吸入氣體吸入曲柄室的結(jié)構(gòu)，能將容量較大的曲柄室作為吸入腔來防止或降低因吸入脈動而引起的噪聲。另外，由于能刪除吸入節(jié)流閥，因此，提高了汽缸蓋的布置上的設(shè)計自由度。此外， 利用將吸入氣體從曲柄室經(jīng)由連通路而導(dǎo)入形成于汽缸蓋內(nèi)的吸入室的結(jié)構(gòu)，能降低吸入室容積，并能相應(yīng)地增加排出室容積，因此，也能防止或降低因排出脈動而引起的噪聲。另夕卜，由于能降低曲柄室內(nèi)的溫度、壓力，因此，能提高各驅(qū)動零件的耐久性、筐體零件的耐壓性，并能實現(xiàn)筐體零件的薄壁化、壓縮機整體的小型、輕量化。此外，由于采用朝軸向移動構(gòu)件的各端部側(cè)施加曲柄室內(nèi)的壓力和被中間壓力控制機構(gòu)控制后的中間壓力以對軸向移
1動構(gòu)件的軸向位置高精度地進行控制的結(jié)構(gòu)，因此通過該位置控制能穩(wěn)定且高精度地對斜板的傾角、壓縮機的容量進行控制。特別地，若設(shè)定成因壓縮機內(nèi)部的各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩的整體平衡始終朝向凸輪角減小方向(斜板的傾角減小方向、即容量減小方向)，則僅使用中間壓力的控制就能通過軸向移動構(gòu)件的軸向位置控制來容易地進行更順暢的容量控制，尤其能緩和高速時等的啟動震動，從而能獲得順暢的啟動性。此外， 通過這種力偶矩的整體平衡的設(shè)定，能降低非離合器方式的壓縮機的情況下的動力消耗。


圖1是本發(fā)明第一實施方式的可變?nèi)萘繅嚎s機的最大斜板傾角時的縱剖視圖。圖2是圖1的可變?nèi)萘繅嚎s機的局部放大剖視圖。圖3是圖1的可變?nèi)萘繅嚎s機的最小斜板傾角時的縱剖視圖。圖4是圖3的可變?nèi)萘繅嚎s機的局部放大剖視圖。圖5表示因圖1的可變?nèi)萘繅嚎s機的各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩的平衡，是凸輪角與力偶矩的關(guān)系圖。圖6是表示因圖1的可變?nèi)萘繅嚎s機的氣體壓力而產(chǎn)生的力偶矩的平衡的說明圖。圖7是本發(fā)明第二實施方式的可變?nèi)萘繅嚎s機的局部縱剖視圖。圖8是本發(fā)明第三實施方式的可變?nèi)萘繅嚎s機的縱剖視圖。圖9是本發(fā)明第四實施方式的可變?nèi)萘繅嚎s機的縱剖視圖。圖10是本發(fā)明第五實施方式的可變?nèi)萘繅嚎s機的縱剖視圖。圖11是現(xiàn)有的可變?nèi)萘繅嚎s機的最大斜板傾角時的縱剖視圖。圖12是圖11的可變?nèi)萘繅嚎s機的最小斜板傾角時的縱剖視圖。圖13表示因圖11的可變?nèi)萘繅嚎s機的各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩的平衡，是凸輪角與力偶矩的關(guān)系圖。圖14是表示因圖11的可變?nèi)萘繅嚎s機的氣體壓力而產(chǎn)生的力偶矩的平衡的說明圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行說明。圖1 圖6表示本發(fā)明第一實施方式的可變?nèi)萘繅嚎s機。圖1表示可變?nèi)萘繅嚎s機1的最大容量(最大凸輪角[最大斜板傾角])時的狀態(tài)，圖3表示最小容量(最小凸輪角[最小斜板傾角])時的狀態(tài)。圖1中，在由前殼2和缸體3形成的曲柄室4內(nèi)插入有主軸5，相對于主軸5，設(shè)有固定于主軸5且與主軸5 —體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動件6，并配置有能相對于主軸5改變傾角且能與主軸5 —體旋轉(zhuǎn)的斜板7。在轉(zhuǎn)動件6與斜板7之間設(shè)有鉸鏈機構(gòu) 12，該鉸鏈機構(gòu)12具有從轉(zhuǎn)動件6側(cè)(主軸5側(cè))延伸出的臂部8和從斜板7側(cè)延伸出的臂部9，并形成在臂部9側(cè)設(shè)有長孔10且在臂部8側(cè)設(shè)有與長孔10卡合的銷11的滑動卡合機構(gòu)，斜板7設(shè)置成通過該鉸鏈機構(gòu)12能改變其傾角且能與主軸5 —體旋轉(zhuǎn)。為了實現(xiàn)包括斜板7和鉸鏈機構(gòu)12在內(nèi)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)平衡，在該斜板7的與鉸鏈機構(gòu)12相反的一側(cè)，埋設(shè)或附設(shè)有平衡塊13。該鉸鏈機構(gòu)12的長孔10與銷11的滑動卡合機構(gòu)構(gòu)成用于改變斜板7的傾角的凸輪機構(gòu)，在本實施方式中，如后述使用圖5進行詳細敘述的那樣，為了設(shè)定鉸鏈機構(gòu)12所形成的凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓，以使在以下負載作為容量減小方向上的力偶矩對斜板7作用的位置具有斜板7的瞬時旋轉(zhuǎn)中心，將長孔10形成S字形的形狀，其中，上述負載是因處于壓縮行程的多個活塞中的至少一個活塞的壓縮反力而產(chǎn)生的。 此外，在本實施方式中，在前殼2上直接設(shè)有吸入端口 14，將來自外部的吸入氣體吸入曲柄室4內(nèi)的吸入路15僅形成于前殼2。在本實施方式中，擺動板式的可變?nèi)萘繅嚎s機1采用以下結(jié)構(gòu)設(shè)有擺動板18，該擺動板18被設(shè)成能通過軸承16、17相對于斜板7自由地相對旋轉(zhuǎn)，并在自身的旋轉(zhuǎn)被阻止了的狀態(tài)下僅允許擺動運動。斜板7的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為擺動板18的擺動運動，該擺動運動通過連結(jié)桿19而轉(zhuǎn)換為能自由往復(fù)運動地插入缸膛20內(nèi)的活塞21的往復(fù)運動。擺動板 18的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)22由具有(i)內(nèi)圈27、(ii)套筒、(iii)外圈30及(iv)多個球25的機構(gòu)構(gòu)成，其中，上述內(nèi)圈27被設(shè)成其旋轉(zhuǎn)被形成于內(nèi)圈27與缸體3的中央孔23之間的花鍵卡合機構(gòu)M阻止了，但能在軸向上移動，并被設(shè)成能通過軸承48相對于主軸5自由地相對旋轉(zhuǎn)，且具有用于對為進行動力傳遞而設(shè)置的多個球25進行引導(dǎo)的多個導(dǎo)向槽沈，上述套筒觀作為擺動板18的擺動運動的擺動中心構(gòu)件起作用，并被設(shè)成能相對于主軸5相對旋轉(zhuǎn)及能在軸向上移動，與內(nèi)圈27卡合成能和該內(nèi)圈27 —起在軸向上移動，上述外圈30 在與內(nèi)圈27的各導(dǎo)向槽沈相對的位置具有用于對球25進行引導(dǎo)的多個導(dǎo)向槽四，該外圈 30被套筒觀支承成能擺動，并在外周固定支承擺動板18，上述多個球25被內(nèi)圈27及外圈 30的彼此相對的導(dǎo)向槽沈、四保持，因在該導(dǎo)向槽沈、四之間被壓縮而進行動力傳遞。該擺動板18的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)22的內(nèi)圈27構(gòu)成本發(fā)明中的、與斜板7的傾角實質(zhì)上是一一對應(yīng)地在沿著主軸5的軸心的方向上移動的軸向移動構(gòu)件。在汽缸蓋31內(nèi)，在徑向外側(cè)形成有吸入室32，在徑向內(nèi)側(cè)形成有排出室33。也能相反地進行該配置。朝壓縮機吸入的吸入氣體首先從吸入端口 14經(jīng)由吸入路15而被吸入曲柄室4內(nèi)，并從曲柄室4經(jīng)由形成于缸體3的連通路34而被導(dǎo)入吸入室32內(nèi)，由此，被吸入缸膛20內(nèi)而用于活塞21的壓縮行程。在缸膛20內(nèi)被活塞21壓縮后的氣體被排出至排出室33內(nèi)，在圖示例中，由此經(jīng)由排出截止閥35、排出端口 36而被輸送至外部回路。在作為上述軸向移動構(gòu)件的內(nèi)圈27的一端側(cè)施加有曲柄室4側(cè)的氣體壓力(Ps)， 在另一端側(cè)施加有排出室33內(nèi)的壓力(Pd)與吸入室32內(nèi)的壓力(Ps)的中間壓力(Pm)。 在該內(nèi)圈27的另一端側(cè)形成有相對于曲柄室4側(cè)被密封構(gòu)件37、45密封的中間壓力室38， 中間壓力室38內(nèi)的壓力被中間壓力控制機構(gòu)39控制為上述規(guī)定的中間壓力(Pm)。該中間壓力控制機構(gòu)39在本實施方式中構(gòu)成如下。在排出室33與中間壓力室38之間設(shè)有連通路40，在該連通路40中配置有能對從排出室33內(nèi)的壓力(Pd)朝規(guī)定的中間壓力(Pm)的減壓進行控制的控制閥41，在中間壓力室38與吸入室32之間設(shè)有連通路42，在該連通路42中形成有能從中間壓力(Pm)朝吸入室32內(nèi)的壓力(Ps)減壓的節(jié)流孔43(孔口)。上述中間壓力室38在主軸5的后端部形成于內(nèi)圈27的后端部(另一端部)與閥板44之間，但對應(yīng)于圖1的狀態(tài)，該中間壓力室38變?yōu)閳D2所示的狀態(tài)，被密封構(gòu)件37、45 相對于曲柄室4側(cè)加壓密封，上述密封構(gòu)件37、45夾設(shè)于主軸5與內(nèi)圈27之間，將兩構(gòu)件支承成能自由相對旋轉(zhuǎn)并將內(nèi)圈27支承成能相對于主軸5在軸向上自由移動。如圖2所示，在作為軸向移動構(gòu)件的內(nèi)圈27上，因施加于被密封構(gòu)件37、45圍住的圓環(huán)狀的受壓面 46的中間壓力Rii與施加于相反側(cè)的曲柄室4側(cè)的壓力之間的壓力差而產(chǎn)生軸向的負載。 對應(yīng)于圖3的狀態(tài)，中間壓力室38變?yōu)閳D4所示的狀態(tài)，密封構(gòu)件37、45以能在軸向上滑動的方式被密封，在凸輪角最小時(斜板傾角最小時)，隨著內(nèi)圈27的滑動移動，中間壓力室38的容積縮小。上述實施方式例示了來自動力源(未圖示)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力經(jīng)由帶輪47而直接傳遞至主軸5的非離合器方式的壓縮機，但也能構(gòu)成為在動力源與主軸5之間存在能進行傳遞動力的切斷和動力傳遞狀態(tài)的切換的離合器(特別是電磁離合器)(未圖示)的離合器方式的壓縮機。在這樣構(gòu)成的可變?nèi)萘繅嚎s機1中，將從外部朝向壓縮機1的吸入氣體吸入的吸入路15僅形成于前殼2，經(jīng)由吸入路15而被吸入的吸入氣體首先被吸入曲柄室4內(nèi)，由此經(jīng)由連通路34而被導(dǎo)入吸入室32。因此，容量較大的曲柄室4相對于外部回路成為吸入腔，因此，可防止或降低因吸入脈動而產(chǎn)生的噪聲。另外，由于能刪除吸入節(jié)流閥，因此，提高了汽缸蓋31的布置上的設(shè)計自由度。另外，與現(xiàn)有的朝吸入室直接地吸入吸入氣體的情況相比，形成于汽缸蓋31內(nèi)的吸入室32的容積可以較小，相應(yīng)地，即便是相同尺寸的汽缸蓋31，也增加排出室33的容積，因此，也可防止或降低因排出脈動而產(chǎn)生的噪聲。另外，由于曲柄室4內(nèi)形成為吸入氣體環(huán)境，從而與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比降低了溫度、壓力，因此，提高了包括主軸5的密封構(gòu)件(例如，設(shè)于前側(cè)的密封構(gòu)件)、轉(zhuǎn)動件6、轉(zhuǎn)動件6的支承軸承、鉸鏈機構(gòu)12等在內(nèi)的各驅(qū)動零件的耐久性，另外，還相對提高了形成曲柄室4的筐體零件(特別是前殼幻的耐壓性。特別地，當(dāng)前殼2的耐壓性得到提高時，能實現(xiàn)其薄壁化，從而能實現(xiàn)小型、輕量化。另外，可通過軸向移動構(gòu)件(內(nèi)圈27)的位置控制來控制斜板7的傾角、壓縮機1 的容量，因此，能使斜板7的傾角控制依賴于機械精度，從而能實現(xiàn)控制精度的大幅提高， 其中，上述軸向移動構(gòu)件與斜板7的傾角實質(zhì)上一一對應(yīng)地在沿著主軸5的軸心的方向上移動。該軸向移動構(gòu)件(內(nèi)圈27)的位置控制在軸向移動構(gòu)件的各端部側(cè)施加有曲柄室4 內(nèi)的壓力和被中間壓力控制機構(gòu)39控制的中間壓力室32內(nèi)的壓力，并利用上述壓力的壓力差高精度地控制軸向移動構(gòu)件的軸向位置，從而可通過該軸向移動構(gòu)件的位置控制來高精度且穩(wěn)定地控制斜板7的傾角、壓縮機1的容量。另外，在上述斜板7的傾角控制中，通過設(shè)定為下面的力偶矩的整體平衡，從而能實現(xiàn)更穩(wěn)定的理想的控制，更具體而言，能實現(xiàn)更順暢的容量控制，尤其能緩和高速時等的啟動震動，以能獲得順暢的啟動性參照圖5、圖6，對因上述壓縮機1內(nèi)部的各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩進行說明。圖5表示因壓縮機1中的各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩的平衡，圖6 表示因作用于壓縮機1的各部分的氣體壓力而產(chǎn)生的力偶矩的平衡。圖6中的各符號的意義如下。Rn:中間壓力(施加于作為軸向移動構(gòu)件的內(nèi)圈27的后端部側(cè)的控制壓力)Ps 吸入壓力Pd 排出壓力Ap:活塞(缸膛)面積
As 作為軸向移動構(gòu)件的內(nèi)圈27的受壓面積Ll 從凸輪機構(gòu)(鉸鏈機構(gòu)12)的凸輪角變化時的斜板7的瞬時旋轉(zhuǎn)中心(C)到壓縮行程活塞的壓力作用線為止的距離。L2 從凸輪角變化時的斜板7的瞬時旋轉(zhuǎn)中心(C)到吸入行程活塞的壓力作用線為止的距離L3 從凸輪角變化時的斜板7的瞬時旋轉(zhuǎn)中心(C)到施加于內(nèi)圈27的壓力作用線為止的距離Ml :凸輪角(斜板傾角)增大方向上的力矩M2 凸輪角(斜板傾角)減小方向上的力矩Ml = Ps · Ap · Ll+Pm · As · L3+Ps · Ap · L2M2 = -Pd · Ap · Ll-Ps · As · L3_Ps · Ap · L2M1+M2 = Ps · Ap · Ll+Pm · As · L3+Ps · Ap · L2_Pd · Ap · Ll-Ps · As · L3_Ps · Ap · L2= (Ps-Pd)Ap · Ll+(Pm-Ps) As · L3^ (Ps-Pd+Pm-Ps) As · L3 (Ap ^ As, Ll ^ L3 的情況)= (Pm-Pd)As · L3圖6中的Ml和M2實際上是計算所有的活塞21而得出的Ml和M2。另外，Ap和 As、Ll和L3被設(shè)定為合適的關(guān)系是較為理想的。在此，處于吸入行程中的活塞21的力矩因前后壓力差相同(Ps)而相互抵消。另夕卜，通過將瞬時旋轉(zhuǎn)中心(C)的位置設(shè)定于合適的位置(即，合適地設(shè)定凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓)，在將內(nèi)圈27的受壓面積設(shè)定為合適大小的狀態(tài)下對Rii與&之間的壓力差進行控制， 從而能將斜板凸輪角控制為最佳。更準確地說，利用Pd與I^s之間的壓力差來確定包括活塞21在內(nèi)的零件的力矩，并利用Rn與&之間的壓力差來確定包括內(nèi)圈27在內(nèi)的零件的力矩，從而能獲得各力矩的平衡。此時，為了使因Pd與&的壓力差而產(chǎn)生的力矩有效地起作用，將上述Ll特意設(shè)定得較大是較為理想的，藉此，能實現(xiàn)下面說明的理想的力偶矩的整體平衡。如圖6所示，通過將凸輪機構(gòu)12的長孔10形成為S字形狀，能將上述Ll特意設(shè)定得較大。較為理想的是，因上述壓縮機1的各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩的平衡被設(shè)定為圖5所示的特性。即，因上述壓縮機1的氣體壓力而產(chǎn)生的力偶矩平衡形成為在增大中間壓力Rn時變?yōu)槌馆喗窃龃髠?cè)施力的力矩，因此，作為因各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生的力偶矩的平衡，如圖5所示，將該力偶矩的平衡設(shè)定成在所有的凸輪角朝凸輪角減小方向施力是較為理想的。即，在圖5中，設(shè)定成即便當(dāng)凸輪角最小時，也肯定有整體的力偶矩朝凸輪角減小方向起作用。通過這種設(shè)定，能實現(xiàn)更理想且穩(wěn)定的高精度的容量控制。另外，平衡塊13也有助于該理想的設(shè)定。S卩，例如在圖6中，當(dāng)處于Pd降低的低負載條件等時，力矩M2減小，因此，難以進行例如關(guān)閉模式的維持。此時，若設(shè)為圖5的特性，則與氣體壓力的力偶矩不同地，始終作用有凸輪角減小方向的力偶矩，因此，可容易地進行關(guān)閉模式等的維持。另外，在圖6中，在瞬時中心與以往相同位于遠離主軸中心(如圖14所示)的位置的情況下，圖6的Ll較小， 因此，因Pd而產(chǎn)生的凸輪角減小方向上的力矩M2不起作用。由于軸向移動構(gòu)件不能使施加于后側(cè)的表面的Rn比相反受壓面?zhèn)鹊腎3S小，因此，僅在凸輪角增大方向上起作用，一旦增大凸輪角，就不能使其減小。因此，在因氣體壓力而產(chǎn)生的力偶矩如上所述具有凸輪角減小方向上的力矩M2不起作用的特性的情況下，需要將因旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而產(chǎn)生(或并用還原彈簧(日文^^ 'J > ) 109)的力偶矩設(shè)為圖5的特性，從而始終確保凸輪角減小方向上的力偶矩。然而，圖5的特性在壓縮機的轉(zhuǎn)速較小時作用較小，因此，在維持關(guān)閉模式時等，需使用其它方法來確保凸輪角減小方向上的力偶矩。因此，圖6的特性是較為理想的。圖7表示本發(fā)明第二實施方式的可變?nèi)萘繅嚎s機51的主要部分。在本實施方式中，與上述第一實施方式相比，中間壓力(Pm)在被配置于排出氣體從汽缸蓋31內(nèi)的排出室 33朝中間壓力室38的連通路40中的控制閥52控制后，被導(dǎo)入中間壓力室38，并在從中間壓力室38朝吸入室32的連通路53中再次經(jīng)由控制閥52而返回至吸入室32。S卩，通過控制閥52的控制對朝中間壓力室38的導(dǎo)入量和從中間壓力室38釋放的釋放量進行調(diào)節(jié)，從而來控制中間壓力(Pm)。其它結(jié)構(gòu)與圖1所示的第一實施方式相同。在這種結(jié)構(gòu)中，也能獲得與上述第一實施方式相同的作用效果，此外，還能簡化中間壓力控制機構(gòu)。圖8表示本發(fā)明第三實施方式的可變?nèi)萘繅嚎s機61。在本實施方式中，與上述第一實施方式相比，吸入路62從設(shè)于汽缸蓋63的吸入端口 64形成至缸體65、前殼66。另外， 從曲柄室67朝汽缸蓋63內(nèi)的吸入室32的連通路68是利用前殼66、缸體65、汽缸蓋63的緊固螺栓69的通孔而形成的。此外，中間壓力(Pm)作為從排出室33的壓力()被節(jié)流孔70減壓后的壓力而導(dǎo)入中間壓力室38，并經(jīng)由配置于從中間壓力室38朝吸入室32的連通路71的控制閥72而返回至吸入室32。其它結(jié)構(gòu)與圖1所示的第一實施方式相同。在這種結(jié)構(gòu)中，也能獲得與上述第一實施方式相同的作用效果。圖9表示本發(fā)明第四實施方式的可變?nèi)萘繅嚎s機81。在本實施方式中，與上述第一實施方式相比，在汽缸蓋82內(nèi)，在內(nèi)徑側(cè)形成有吸入室83，在外徑側(cè)形成有排出室84。 吸入氣體的朝曲柄室85的吸入路86穿過設(shè)于缸體87的吸入端口 88、吸入消音室89形成至前殼90。另外，從曲柄室85朝汽缸蓋82內(nèi)的吸入室83的連通路91呈直線狀地配置于缸體87的缸膛20間的內(nèi)徑側(cè)。此外，中間壓力(Pm)在被配置于從排出室84朝中間壓力室38的連通路92的控制閥93控制后，被導(dǎo)入中間壓力室38，并從中間壓力室38經(jīng)節(jié)流孔 94減壓后，返回至吸入室32。其它結(jié)構(gòu)與圖1所示的第一實施方式相同。在這種結(jié)構(gòu)中， 也能獲得與上述第一實施方式相同的作用效果，此外，還可使朝缸體87的連通路91的形成變得容易。另外，由于在吸入消音室89中被衰減的吸入脈動在曲柄室85中被進一步衰減， 因此，能更可靠地使吸入脈動衰減。另外，若對于排出氣體也能通過排出消音室95并經(jīng)由排出截止閥96、排出端口 97將其排出，則也能使排出脈動衰減。圖10表示本發(fā)明第五實施方式的可變?nèi)萘繅嚎s機101。未設(shè)有上述第一實施方式 第四實施方式的擺動板18，而構(gòu)成為所謂單斜板式的可變?nèi)萘繅嚎s機101。S卩，從斜板 102的旋轉(zhuǎn)運動朝活塞103的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)由通過與斜板102的外周側(cè)兩面滑動接觸的一對滑履104而轉(zhuǎn)換為活塞103的往復(fù)運動的機構(gòu)構(gòu)成。由于不需要上述第一實施方式 第四實施方式的擺動板18的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)，因此，作為本發(fā)明的軸向移動構(gòu)件，在主軸105周圍設(shè)有套筒106以加以替換，該套筒106能在旋轉(zhuǎn)被花鍵機構(gòu)M阻止了的狀態(tài)下在主軸105上沿軸向移動。在套筒106的前側(cè)設(shè)有滑動軸承107，斜板102的中央部分構(gòu)成為能與該滑動軸承107、在軸向上自由移動的套環(huán)108 —起和套筒106 —體地在軸
15向上移動。在套環(huán)108的前側(cè)設(shè)有對斜板102朝傾角減小方向(即，朝由鉸鏈機構(gòu)12構(gòu)成的凸輪機構(gòu)的凸輪角減小方向)施力的還原彈簧109，從而可始終對斜板102朝最小傾角方向施力。套環(huán)108、還原彈簧109與斜板102 —起和主軸105 —體地旋轉(zhuǎn)，但斜板102以在傾角變化面內(nèi)能改變傾角的方式支承于套環(huán)108上。與第一實施方式相同，在套筒106的另一端側(cè)形成有中間壓力室38，在中間壓力室38內(nèi)設(shè)有用于對朝最小傾角側(cè)改變角度的斜板102向傾角增大方向施力的回位彈簧110。其它結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同，因此，標注與圖1中所標注的符號相同的符號并省略說明。這種單斜板式的可變?nèi)萘繅嚎s機101也能獲得與第一實施方式的作用效果相同的作用效果。這樣，不管是擺動板式的可變?nèi)萘繅嚎s機還是單斜板式的可變?nèi)萘繅嚎s機，均能適用本發(fā)明。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明的可變?nèi)萘繅嚎s機能適用于具有規(guī)定的軸向移動構(gòu)件的所有可變?nèi)萘繅嚎s機。(符號說明)1、51、61、81、101可變?nèi)萘繅嚎s機2 前殼3 紅體4曲柄室5 主軸6轉(zhuǎn)動件7 斜板8、9 臂部10 長孔11 銷12作為凸輪機構(gòu)的鉸鏈機構(gòu)13平衡塊14吸入端口15吸入路16、17 軸承18擺動板19連結(jié)桿20 缸膛21 活塞22擺動板的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)23中央孔M花鍵卡合機構(gòu)2526、29 導(dǎo)向槽27 內(nèi)圈
沘套筒30 外圈31汽缸蓋32吸入室33排出室34連通路35排出截止閥36排出端口37、45密封構(gòu)件38中間壓力室39中間壓力控制機構(gòu)40、42 連通路41控制閥43節(jié)流孔44 閥板46受壓面47 帶輪48 軸承52控制閥53連通路62吸入路63汽缸蓋64吸入端口65 缸體66 前殼67曲柄室68連通路69緊固螺栓70節(jié)流孔71連通路72控制閥82汽缸蓋83吸入室84排出室85曲柄室86吸入路87 缸體88吸入端口89吸入消音室
90 前殼91、92 連通路93控制閥94節(jié)流孔95排出消音室96排出截止閥97排出端口102 斜板103 活塞104 滑履105 主軸106 套筒107滑動軸承108 套環(huán)109還原彈簧110回位彈簧C瞬時旋轉(zhuǎn)中心Ps吸入壓力Pd排出壓力Pm中間壓力
權(quán)利要求
1.一種可變?nèi)萘繅嚎s機，包括汽缸蓋，在該汽缸蓋中形成有吸入室及排出室； 缸體，該缸體具有供活塞往復(fù)運動地插入的缸膛； 曲柄室，該曲柄室由所述缸體和前殼形成；斜板，該斜板配置于所述曲柄室內(nèi)，與主軸一起旋轉(zhuǎn)并被支承成能相對于該主軸改變自身的傾角；以及運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)，該運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)將所述斜板的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為所述活塞的往復(fù)運動， 其特征在于，將吸入氣體朝壓縮機吸入的吸入路朝所述曲柄室開口， 在所述缸體中設(shè)置使所述曲柄室與所述吸入室連通的連通路， 在所述主軸周圍設(shè)有軸向移動構(gòu)件，該軸向移動構(gòu)件與所述斜板的傾角實質(zhì)上一一對應(yīng)地在沿所述主軸的軸心的方向上移動，該軸向移動構(gòu)件配置成在其一端側(cè)施加有所述曲柄室內(nèi)的壓力，而在其另一端側(cè)施加有所述排出室內(nèi)的壓力與所述吸入室內(nèi)的壓力之間的中間壓力，且設(shè)有能對所述中間壓力進行控制的中間壓力控制機構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于， 所述吸入路形成于所述前殼。
3.如權(quán)利要求1所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于， 所述吸入路從所述缸體形成至所述前殼。
4 如權(quán)利要求1所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于， 所述吸入路穿過所述缸體，從所述汽缸蓋形成至所述前殼。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于，在所述軸向移動構(gòu)件的另一端側(cè)形成有被控制成所述中間壓力的中間壓力室，該中間壓力室相對于所述曲柄室被密封。
6.如權(quán)利要求5所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于， 所述中間壓力控制機構(gòu)具有連通路，該連通路位于所述排出室與所述中間壓力室之間；控制閥，該控制閥設(shè)于所述連通路中，并能對從排出室內(nèi)的壓力朝規(guī)定的中間壓力的減壓進行控制；連通路，該連通路位于所述中間壓力室與所述吸入室之間；以及節(jié)流孔，該節(jié)流孔設(shè)于所述連通路中。
7.如權(quán)利要求5所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于， 所述中間壓力控制機構(gòu)具有連通路，該連通路位于所述排出室與所述中間壓力室之間； 連通路，該連通路位于所述中間壓力室與所述吸入室之間；以及控制閥，該控制閥設(shè)于所述兩連通路中，能對從排出室內(nèi)的壓力朝規(guī)定的中間壓力的減壓進行控制，且能對從中間壓力室朝向吸入室的氣流的節(jié)流程度進行控制。
8.如權(quán)利要求5所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于， 所述中間壓力控制機構(gòu)具有連通路，該連通路位于所述排出室與所述中間壓力室之間；節(jié)流孔，該節(jié)流孔設(shè)于所述連通路中；連通路，該連通路位于所述中間壓力室與所述吸入室之間；以及控制閥，該控制閥設(shè)于所述連通路中，能對朝中間壓力室內(nèi)的規(guī)定的中間壓力的減壓進行控制。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于， 所述運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)包括擺動板，該擺動板將所述斜板的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為自身的擺動運動，并通過連結(jié)桿將該擺動運動傳遞至所述活塞，以使活塞往復(fù)運動；以及該擺動板的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于，所述擺動板的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)由具有以下構(gòu)件的機構(gòu)構(gòu)成(a)內(nèi)圈，該內(nèi)圈在外殼內(nèi)設(shè)置成旋轉(zhuǎn)被阻止了但能沿軸向移動，并具有用于對為進行動力傳遞而設(shè)置的多個球進行引導(dǎo)的多個導(dǎo)向槽；(b)外圈，該外圈在與所述內(nèi)圈的各導(dǎo)向槽相對的位置具有用于對所述球進行引導(dǎo)的多個導(dǎo)向槽，在外周連結(jié)有所述擺動板，并被支承成能與所述擺動板一起擺動；以及(c)多個球，這些球被形成于所述內(nèi)圈和外圈的彼此相對的導(dǎo)向槽保持，在該導(dǎo)向槽之間被壓縮來進行動力傳遞，所述內(nèi)圈構(gòu)成為所述軸向移動構(gòu)件。
11.如權(quán)利要求10所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于，所述擺動板的旋轉(zhuǎn)阻止機構(gòu)還包括(d)套筒，該套筒作為所述擺動板的擺動運動的擺動中心構(gòu)件起作用，能相對于所述主軸旋轉(zhuǎn)和沿軸向移動地設(shè)于該主軸上，并與所述內(nèi)圈卡合成能和該內(nèi)圈一起沿軸向移動， 所述外圈被該套筒支承成能擺動。
12.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于，所述運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)由通過與所述斜板的外周側(cè)兩面滑動接觸的一對滑履而轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運動的機構(gòu)構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于， 通過設(shè)于所述主軸與所述斜板之間的凸輪機構(gòu)使所述斜板的傾角改變，對所述凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓進行設(shè)定，以在以下負載作為容量減小方向的力偶矩對所述斜板作用的位置具有所述斜板的瞬時旋轉(zhuǎn)中心，其中，所述負載是因處于壓縮行程的多個活塞中的至少一個活塞的壓縮反力而產(chǎn)生的。
14.如權(quán)利要求13所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于，所述凸輪機構(gòu)由包括形成于從主軸側(cè)延伸出的臂部和從斜板側(cè)延伸出的臂部中的一個臂部的長孔與設(shè)于另一個臂部的銷的滑動卡合機構(gòu)構(gòu)成， 通過將所述長孔的形狀形成為S字形來設(shè)定所述凸輪輪廓。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于，對各零件進行設(shè)定，以使至少因各零件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而在所述斜板的傾角變化面內(nèi)所產(chǎn)生的力偶矩的整體平衡在整個斜板傾角中朝向傾角減小方向。
16.如權(quán)利要求15所述的可變?nèi)萘繅嚎s機，其特征在于， 還設(shè)有彈簧，該彈簧至少對斜板朝傾角減小方向施力，并設(shè)定成包括所述彈簧的作用力在內(nèi)的、因旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運動而在所述斜板的傾角變化面內(nèi)產(chǎn)生的力偶矩的整體平衡在整個斜板傾角中朝向傾角減小方向。
全文摘要
一種可變?nèi)萘繅嚎s機，能實現(xiàn)脈動的降低、耐久性及耐壓性的提高等壓縮機性能的提高，并能通過軸向移動構(gòu)件來順暢且高精度地將斜板的傾角控制為目標傾角。該可變?nèi)萘繅嚎s機包括形成有吸入室及排出室的汽缸蓋；具有能供活塞往復(fù)運動地插入的缸膛的缸體；由該缸體和前殼形成的曲柄室；配置于該曲柄室內(nèi)，與主軸一起旋轉(zhuǎn)并被支承成能相對于該主軸改變自身的傾角的斜板；以及將該斜板的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運動的運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)，其特征是，將吸入氣體朝壓縮機吸入的吸入路朝向曲柄室開口，在缸體中設(shè)有使曲柄室與吸入室連通的連通路，在主軸周圍設(shè)有軸向移動構(gòu)件，其與斜板的傾角實質(zhì)上一一對應(yīng)地在沿主軸的軸心的方向上移動，該軸向移動構(gòu)件配置成在其一端側(cè)施加有曲柄室內(nèi)的壓力，而在其另一端側(cè)施加有排出室內(nèi)的壓力與吸入室內(nèi)的壓力之間的中間壓力，且設(shè)有能對該中間壓力進行控制的中間壓力控制機構(gòu)。
文檔編號F04B27/08GK102459897SQ201080025159
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
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