变容量摆动板式压缩机的制作方法

专利名称：变容量摆动板式压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变容量摆动板式压缩机，尤其涉及组装了新制的摆动板的旋转阻 止机构的变容量摆动板式压缩机。
背景技术：
作为例如设于车用空调装置的制冷回路的压缩机，已知有如下变容量摆动板式压 缩机，这种摆动式可变容量压缩机将与旋转主轴一起旋转且可相对于主轴改变角度地被支 承的斜板的旋转运动转变成摆动板的摆动运动，并将该摆动运动传递至连结于摆动板的活 塞来使活塞往复运动。在这种变容量摆动板式压缩机中，由于需要阻止连结于活塞的摆动 板的旋转，因此组装了用于阻止其旋转的摆动板的旋转阻止机构。关于摆动板的旋转阻止 机构，以提高小型化和耐久性、提高静谧性、加工简易化、成本降低等为目标尝试了各种各 样的改进。例如，在专利文献1、3、4中记载了设置球笼式等速万向节作为摆动板旋转阻止机 构的结构，但在这种结构中，由于摆动构件和斜板支承于作为摆动板旋转阻止机构而设置 的球笼式等速万向节的外圈上、等速万向节内部构件的笼(限制进行动力传递的多个球的 位置的笼)、而且通过等速万向节的内圈最终支承于主轴，因此存在夹在中间的部件多、累 积松动大，从而会在振动、噪音、耐久性方面的不理性这样的问题。此外，专利文献1、3、4所记载的球笼式等速万向节机构在理论上是通过多个球进 行内外圈之间的旋转动力传递的结构，但实际上有很多局限，得到多个球均等且连续的接 触是很困难的，从而使特定球的接触压力上升。此外，由于内外圈之间的旋转动力传递是通 过夹住笼并形成于各个内外圈的球导向槽朝球的剪断方向进行的，因此球与导向槽的接触 面相对于动力传递方向会具有大的倾斜。因此，在进行规定的动力传递时，作为垂直阻力产 生的接触负载高。因此，为确保充分的传递能力，需要使球尺寸(球径)充分大，基于这些 理由，不容易进一步小型化，因而不容易适用于小容量压缩机中。此外，由于专利文献2、3、4所记载的内部机构中压缩机的旋转主轴的支承相对于 主机构部设于其单侧(由于被悬臂支承)，因此主轴的振摆回转变大，在耐久性、振动、噪音 方面不利。此外，在专利文献3、4所记载的压缩机构中，由于在阻止等速万向节的内圈的旋 转的状态下通过滑动来沿轴向可移动地支承，因此存在为了充分确保设置于外壳的主轴的 刚性，需要使主轴变粗，而主轴的重量增大会导致产品重量的增加这样的问题。此外，专利文献3、4所记载的等速万向节机构存在用于对作为动力传递发生作用 的多个球的位置进行限制的槽的加工复杂，在成本上不利这样的问题。而且，在专利文献2所记载的压缩机构中，由于没有主机构部的主轴在径向上的 支承，而容易使摆动部在径向上的自由度增大，因此可能会因这种自由度而引起耐久性、振 动、噪音方面的问题。专利文献1 美国专利第5112197号公报
专利文献2 美国专利第5509346号公报专利文献3 美国专利第5129752号公报专利文献4 日本专利特开2006-200405号公报发明的公开发明所要解决的技术问题着眼于上述这样的现有技术的问题，先前已由本申请人提出过一种变容量摆动板 式压缩机，该可变容量压缩机中使用等速万向节，作为摆动板旋转阻止机构而设置的等速 万向节不仅能减小内部的径向和旋转方向上的松动，而且能实现作为动力传递发生作用的 多个球的均勻且连续的接触，并且具有小型、良好的耐久性和静谧性、加工容易且廉价(日 本专利特愿2006-327988号)。在上述提案中，提供了具有如下构件的机构来作为摆动板的旋转阻止机构(a) 内圈，该内圈虽被阻止了旋转但可沿轴向移动地设于外壳内，在内径部通过轴承对旋转主 轴可相对旋转和可沿轴向相对移动地予以支承并且具有用于对动力传递用而设置的多个 球进行导向的多个导向槽；(b)套筒，该套筒起到摆动板的摆动运动的摆动中心构件的作 用，并相对于旋转主轴可相对旋转和可沿轴向移动地设于旋转主轴上，并可与上述内圈一 起沿轴向移动地与该内圈卡合；(c)外圈，该外圈在与上述内圈的各导向槽相对的位置具 有用于对上述球进行导向的多个导向槽，并可摆动地支承于上述套筒，将摆动板固定支承 于外周且通过轴承对斜板可旋转地予以支承；以及(d)多个球，这些球被形成于上述内圈 和外圈的彼此相对的导向槽保持，且通过在该导向槽之间被压缩来进行动力传递。根据上述提案，虽然能实现变容量摆动板式压缩机的小型化、耐久性、静谧性的提 高、加工性的提高、成本降低等，但在该提案机构中，还存在应当进一步改善的余地。即、在 作为摆动板的摆动中心的支承用而设置于旋转主轴上的套筒与可摆动地组装于该套筒的 旋转阻止机构的外圈之间的嵌合部(实质上相同形状的圆弧面彼此的嵌合部)不仅受到压 缩反作用力的径向分力和通过设置于与旋转主轴一起旋转的转子侧的臂部等的接触传递 而来的旋转扭矩的传递的反作用力，而且还产生伴随摆动板的摆动运动的滑动。因此，为了 维持这个滑动部分优秀的耐久性、静谧性，较为理想的是对该滑动部分进行充分地润滑，由 于该滑动部分位于旋转构件的中心部，因此不容易稳定地得到充分的润滑。而且，在套筒外 周的球面与形成于作为摆动构件的外圈内周的球面的接触实质上是相同形状的局部的球 面彼此的接触，在各接触面端部可能会产生局部的过大面压。藉此，在上述滑动部分依然有 可能产生烧结和磨损。因此，本发明的技术问题着眼于先前由本申请人提出的采用特有的等速万向节机 构的新的摆动板旋转阻止机构中残留的问题，其目的在于提供一种抑制该旋转阻止机构的 上述滑动部分的烧结和磨损，并具有更优秀的耐久性、静谧性的变容量摆动板式压缩机。解决技术问题所采用的技术方案为解决上述技术问题，本发明的变容量摆动板式压缩机包括活塞，该活塞可往复 运动地插入缸膛内；斜板，该斜板与旋转主轴一起旋转、并可相对于主轴改变角度地得到支 承；摆动板，该摆动板连结于上述活塞，并使上述斜板的旋转运动变换为自身的摆动运动， 将该摆动运动传递至上述活塞从而使活塞往复运动；以及该摆动板的旋转阻止机构，其特 征在于，
上述旋转阻止机构由具有如下构件的机构构成(a)内圈，该内圈虽被阻止了旋 转但可沿轴向移动地设于外壳内，并在内径部通过轴承对上述旋转主轴可相对旋转和可沿 轴向相对移动地予以支承并且具有用于对动力传递用而设置的多个球进行导向的多个导 向槽；(b)套筒，该套筒起到上述摆动板的摆动运动的摆动中心构件的作用，并相对于上述 旋转主轴可相对旋转和可沿轴向移动地设于上述旋转主轴上，并可与上述内圈一起可沿轴 向移动地与该内圈卡合；(c)外圈，该外圈在与上述内圈的各导向槽相对的位置具有用于 对上述球进行导向的多个导向槽，并可摆动地支承于上述套筒，将上述摆动板固定连结于 外周；以及(d)多个球，这些球被形成于上述内圈和外圈的彼此相对的导向槽保持，且通过 在该导向槽之间被压缩来进行动力传递，在上述旋转阻止机构中的形成于起到用于可摆动地连结上述摆动板的摆动构件 的作用的上述外圈内周的近似凹球面与形成于起到摆动中心构件的作用的上述套筒外周 的近似凸球面之间设有在轴向截面轮廓上相对的形状差，并将上述形状差设定成随着接近 上述近似凹球面与近似凸球面的接触部的轴向两端部，两面之间的间隙变大。在此，外圈可 以是通过轴承对斜板可旋转地予以支承的结构。或者可以是通过轴承使斜板可旋转地支承 于摆动板的结构。在如上所述构成的摆动板的旋转阻止机构中，首先通过使旋转阻止机构的外圈可 摆动地支承于套筒，套筒相对于旋转主轴可旋转且可沿轴向移动地得到支承，从而能减小 旋转主轴与摆动机构部整体之间的径向松动，并能提高可靠性、降低振动和噪音。此外，将 内圈可朝轴向移动地支承于外壳内，且阻止旋转，通过设置于该内圈的内径部的轴承对旋 转主轴、例如旋转主轴的后端予以支承。因此，旋转主轴在压缩主机构部的两侧被可旋转地 支承(即、双悬臂支承)，能容易地确保充分高的刚性，也能减小主轴的振摆回转，从而能使 主轴的小径化、提高可靠性、降低振动和噪音。此外，由于减小了旋转主轴的振摆回转，因此 也能减小与该主轴一起旋转的斜板的振动，从而能提高旋转部整体的旋转平衡。此外，通过 将形成于内圈和外圈的彼此相对的导向槽的形态最适化，从而能实现保持于导向槽之间的 球的均勻且连续的接触，并能提高可靠性、降低振动和噪音。而且，球的导向槽只要能使球 在相离的一对导向槽之间伴随两个导向槽的交点的运动而滚动即可，并不对槽本身要求复 杂的形状，加工也方便、在成本上也有利。在本发明的结构中，基本上，作为动力传递用发生 作用的多个球在夹住球并彼此相对的导向槽之间被朝压缩方向支承，并进行动力传递。藉 此，能充分大地确保实际上的接触面积，并能降低接触面压，从而在可靠性方面是有利的。 此外，为了降低接触面压，也能减小球的球径，从而能使旋转阻止机构整体小型化。此外，在上述旋转阻止机构中的形成于起到用于可摆动地连结摆动板的摆动构件 的作用的外圈内周的近似凹球面与形成于起到摆动中心构件的作用的套筒外周的近似凸 球面之间设有在轴向截面轮廓上相对的形状差，通过将上述形状差设定成越接近近似凹球 面与近似凸球面的接触部的轴向两端部、两面间的间隙越大，从而来缓和用于因球面彼此 接触而引起的摆动运动的滑动部分的在端部(接触面端部)上的面压，并防止可能在该端 部部分上产生的过大面压的产生。由于上述滑动部分位于旋转构件的中心部，因此很难稳 定地得到充分的润滑，但通过防止过大面压的产生，能避免烧结和磨损产生的可能性，从而 实现优秀的耐久性、静谧性。在本发明的变容量摆动板式压缩机中，较为理想的是，将上述形状差设定成上述接触部的轴向两端部的间隙为20微米以上。在间隙不足20微米时，由于可能会有无法充 分得到防止过大面压的发生的效果，因此为了可靠地得到这种效果，较为理想的是，将间隙 设定为20微米以上。如上所述，在本发明中，为了在形成于起到摆动构件的作用的外圈内周的近似凹 球面与形成于起到摆动中心构件的作用的套筒外周的近似凸球面之间设置在轴向截面轮 廓上所希望的相对的形状差，例如能采用如下所述的结构。S卩、能采用如下结构形成于上述外圈内周的近似凹球面的轴向截面轮廓由作为 圆的一部分即圆弧而形成的轴向中央部的主圆形形状部和设于该主圆形形状部的轴向两 端部并与主圆形形状部相切的直线形状部形成。通过上述直线形状部，能与形成于套筒外 周的近似凸球面之间形成所希望的间隙。或者说，也能采用如下结构形成于上述外圈内周的近似凹球面的轴向截面轮廓 和形成于上述套筒外周的近似凸球面的轴向截面轮廓一起形成为圆的一部分即圆弧，将外 圈侧截面轮廓的圆弧的曲率半径设定得比套筒侧截面轮廓的圆弧的曲率半径大，并且外圈 侧截面轮廓的圆弧的曲率中心相对于套筒侧截面轮廓的圆弧的曲率中心偏置。由于在曲率 中心的位置偏置规定量的状态下，将外圈侧截面轮廓的圆弧的曲率半径设定得比套筒侧截 面轮廓的圆弧的曲率半径大，因此在两球面之间越接近轴向端部，根据曲率半径差而使间 隙增大，从而在两球面之间形成上述所希望的间隙。或者说能采用如下结构形成于上述外圈内周的近似凹球面的轴向截面轮廓由作 为圆的一部分即圆弧而形成的轴向中央部的主圆形形状部和与该主圆形形状部的轴向两 端部连接从而相对于主圆形形状部成为切圆并且该切圆的曲率半径比主圆形形状部的曲 率半径大的切圆部形成。通过该轴向两侧的切圆部，能与形成于套筒外周的近似凸球面之 间形成所希望的间隙。在这种本发明的变容量摆动板式压缩机中，可以是上述摆动板的旋转阻止机构中 的外圈与摆动板一体形成的结构。通过这种一体化，能进一步减少部件数，并且在制造、组 装上是有利的。此外，能构成为上述旋转阻止机构的内圈和外圈的彼此相对的导向槽形成为相对 于旋转主轴的中心轴具有30 60度的相对角度，并且构成一个球导向件的彼此相对的导 向槽配置成在内圈的轴与外圈的轴的相对角度为零的状态下与主轴垂直且相对于经过摆 动板的摆动中心的平面对称的形态。通过将彼此相对的导向槽配置成具有规定范围内的交 错角且将朝彼此交错的方向形成的两个导向槽配置成相对于经过摆动板的摆动中心的平 面对称的形态，藉此保持于导向槽之间的球能相对于两个导向槽均勻且连续地接触，不仅 能大幅降低在该部位上的振动和噪音，还能大幅提高可靠性。此外，在这种结构中，能构成 为将上述旋转阻止机构的多个球导向件中相邻的两个球导向件作为一对，并使这一对球导 向件彼此平行地配置。通过如上所述构成，由于旋转阻止机构部的旋转方向上的松动基本 由设置于内、外圈的一组导向槽的底间距离与球径的关系确定，因此容易进行导向件槽底 与球的实际状态下的间隙的设定、管理，并通过适当的间隙设定可以减小松动。此外，在这种结构中，上述彼此平行地配置的一对球导向件还能为形成相对于包 括旋转主轴的中心轴的平面对称地配置的结构，形成上述彼此平行地配置的一对球导向件 中的一方的球导向件的导向槽能为配置成其轴位于包括旋转主轴的中心轴的平面上的结构。在前者的结构中，不仅能构成为不选择旋转方向的旋转阻止机构，还能实现球的接触载 荷的降低，而在后者的结构中，能对特定的动力传递方向进行限定来进一步降低接触载荷。此外，在上述旋转阻止机构中，可以是将多个球导向件中的夹有旋转主轴并相对 于旋转主轴大致对称地配置的两个球导向件作为一对，并使这一对球导向件彼此平行配置 的结构。根据这种结构，由于旋转阻止机构部的旋转方向上的松动大致由设置于内、外圈的 一组导向槽底间距离与球径的关系决定，因此通过将对称配置的两个球导向件彼此平行配 置，从而能将两个球导向件的实际状态下的间隙同时设定、管理成所需的间隙。其结果是， 使这种间隙的设定、管理变得容易，从而能减小松动。在这种结构中，较为理想的是，上述彼此平行地配置的一对球导向件配置成形成 这些球导向件的导向槽的轴位于包括旋转主轴的中心轴的平面上。若将一对球导向件设置 于包括旋转主轴的中心轴的平面上，则不用选择动力传递方向就能使球接触载荷最小化。上述这种本发明的变容量摆动板式压缩机能适用于在所有领域内使用的变容量 摆动板式压缩机，尤其适用于提高小型化和可靠性、改善耐久性和静谧性、成本降低的要求 高的车用压缩机，其中，作为车用空调压缩机较为理想。发明效果如上所述，根据本发明的变容量摆动板式压缩机，与采用现有的等速万向节的摆 动板旋转阻止机构相比，不仅减小了松动，还能实现作为动力传递用发生作用的多个球的 均勻且连续的接触，并能实现具有小型、优秀的耐久性和静谧性、旋转平衡好、加工简易且 廉价的旋转阻止机构，提供了一种在现有技术中无法达成的优秀性能的变容量摆动板式压 缩机。此外，通过在上述压缩机的摆动板旋转阻止机构中的形成于起到摆动构件的作用的 外圈内周的近似凹球面与形成于起到摆动中心构件的作用的套筒外周的近似凸球面之间 具有在轴向截面轮廓上相对的形状差，并且设定成越接近轴向两端部、两面之间的间隙越 大，藉此能有效地防止用于摆动运动的滑动部分在端部部分上产生过大面压，并且避免了 烧结和磨损产生的可能性，从而能实现更优秀的耐久性和静谧性。


图1是本发明一实施方式的变容量摆动板式压缩机的纵剖图。图2是图1的变容量摆动板式压缩机的另一运转状态下的纵剖图。图3是图1的变容量摆动板式压缩机的包括摆动板旋转阻止机构在内的主要部分 的分解立体图。图4是表示图1的变容量摆动板式压缩机的一实施例的局部纵剖图(图4(A))和 局部主视图(图4(B))。图5是表示图1的变容量摆动板式压缩机的另一实施例的局部主视图。图6是表示图1的变容量摆动板式压缩机的摆动板旋转阻止机构的一实施例的概 略局部剖视图。图7是表示图1的变容量摆动板式压缩机的摆动板旋转阻止机构的另一例子的概 略局部剖视图。图8是表示图1的变容量摆动板式压缩机的摆动板旋转阻止机构的又一例子的概 略局部剖视图。
图9是表示图1的变容量摆动板式压缩机的又一实施例的局部主视图。图10是表示图1的变容量摆动板式压缩机的又一实施例的局部主视图，图10(A) 和图10(B)表示彼此不同的例子。图11是表示图1的变容量摆动板式压缩机的又一实施例的局部主视图，图11 (A) 和图Il(B)表示彼此不同的例子。(符号说明)1变容量摆动板式压缩机2 外壳3 前壳4 后壳5旋转主轴5a中心轴6 转子7铰链机构8 斜板9 缸膛10 活塞11 连杆12摆动板13吸入室14 阀板15吸入孔16排出孔17排出室21摆动板的旋转阻止机构22、23、29、33 轴承24、24a、24b、24c 套筒25 球26内圈的导向槽27 内圈28外圈的导向槽30、30a、30b、30c 外圈31、32推力轴承41球导向件42、43导向槽的轴44穿过摆动中心的平面45 一对球导向件46形成于内、外圈的导向槽的轴47包含旋转主轴的中心轴的平面
51a、51b、51c外圈的近似凹球面52主圆形形状部53直线形状部54a、54b、54c套筒的近似凸球面55包含摆动中心的面56主圆形形状部57主圆形形状部的范围58切圆部61 一对球导向件62外圈动力传递方向63 一方的球导向件64导向槽的轴65包含旋转主轴的中心轴的平面66内圈动力传递方向71 一对球导向件72导向槽的轴81 一对球导向件82导向槽的轴83包含旋转主轴的中心轴的平面84与外圈一体形成的摆动板
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。首先，参照图1 图5对本发明的变容量摆动板式压缩机的整体构成例进行说明， 接着参照图6 图8，对在摆动板旋转阻止机构中形成于起到摆动构件的作用的外圈内周 的近似凹球面与形成于起到摆动中心构件的作用的套筒外周的近似凸球面之间具有在轴 向截面轮廓上相对的形状差的构成例进行说明。图1表示本发明一实施方式的变容量摆动板式压缩机，并表示在其最大排出容量 时的运转状态下的整体结构。图2表示图1的变容量摆动板式压缩机在最小排出容量时的 运转状态，图3是用分解立体图来表示图1的变容量摆动板式压缩机中的包括摆动板旋转 阻止机构的主要部分。在图1、图2中，变容量摆动板式压缩机1具有外壳2，该外壳2配置于中央部来 作为外壳；以及前壳3和后壳4，该前壳3和后壳4配置于上述外壳2的两侧，在从外壳2部 分到贯穿前壳3延伸的位置的范围内设有旋转主轴5，该旋转主轴5从外部输入旋转驱动动 力。在旋转主轴5上可与主轴5 —体旋转地固定有转子6，在转子6上通过铰链机构7可改 变角度地且可与旋转主轴5 —起旋转地连结有斜板8。各缸膛9内分别可往复运动地插入 有活塞10，活塞10通过连杆11与摆动板12连结。使斜板8的旋转运动转变成摆动板12 的摆动运动，该摆动运动通过连杆11传递至活塞10，从而使活塞10往复运动。被压缩流体 (例如制冷剂气体)伴随着活塞10的往复运动而从形成于后壳4内的吸入室13经由形成于阀板14的吸入孔15 (吸入阀未图示)吸入至缸膛9，在对被吸入的被压缩流体进行压缩 后，压缩流体经由排出孔16 (排出阀未图示)排出至排出室17内，并在那里送向外部回路。上述摆动板12需要在阻止旋转的状态下进行摆动运动。以下，以上述摆动板12 的旋转阻止机构为主体，参照图1 图3对上述压缩机1的剩余部位进行说明。摆动板12的旋转阻止机构21由具有如下构件的机构构成(a)内圈27，该内圈27 虽被阻止了旋转但可沿轴向移动地设于外壳2内，在内径部通过轴承22(向心轴承)对旋 转主轴5可相对旋转和可沿轴向相对移动地予以支承并且具有用于对动力传递用而设置 的多个球25进行导向的多个导向槽26 ;(b)套筒24，该套筒24起到摆动板12的摆动运动 的摆动中心构件的作用，并通过轴承23(向心轴承)相对于旋转主轴可相对旋转和可沿轴 向移动地设于旋转主轴5上，并可与内圈27 —起可沿轴向移动地与该内圈27卡合；(c)外 圈30，该外圈30在与内圈27的各导向槽26相对的位置具有用于对球25进行导向的多个 导向槽28，并可摆动地支承于套筒24，将摆动板12固定连结于外周且通过轴承29 (向心轴 承)对斜板8可旋转地予以支承；以及(d)多个球25，这些球25被形成于内圈27和外圈 30的彼此相对的导向槽26、28保持，且通过在该导向槽26、28之间被压缩来进行动力传递。 在摆动板12与斜板8之间、和转子6与前壳3之间分别夹设有推力轴承31、32。此外，虽然 内圈27被可沿轴向移动地支承于壳体9内，但被阻止了旋转。作为旋转阻止的单元，采用 键和花键等一般的旋转限制单元即可(省略图示)。而且，通过设置于内圈27的内径部的 轴承22对旋转主轴5的后端予以支承，但由于旋转主轴5隔着压缩主机构部而在前壳3侧 也通过轴承33 (向心轴承)可旋转地被支承，因此在两侧被朝径向支承(双悬臂支承)。在如上所述构成的摆动板12的旋转阻止机构21中，外圈30通过球面接触可摆动 地支承于套筒24 (对这部分的详细结构在后叙述)，套筒24被可旋转且可沿轴向移动地支 承于旋转主轴5，藉此能减小旋转主轴5与摆动机构部整体之间的径向松动，从而能提高可 靠性、降低振动和噪音。此外，在上述实施方式中，由于旋转主轴5被设置于内圈27内径部的轴承22和隔 着压缩主机构部设于前壳3侧的轴承33双悬臂支承，因此即使是直径较小的主轴5也能 充分确保高的刚性，减小主轴5的振摆回转，从而不仅能容易地实现小型化，还能提高可靠 性、降低振动和噪音。此外，减小主轴5的振摆回转的结果是与旋转主轴5 —起旋转的旋转 部位整体的振摆回转也减小，从而使旋转部整体的旋转平衡非常好。另外，在上述结构中， 也可以替换成将旋转主轴5朝后方延长并通过轴承直接支承于外壳2的结构。此外，在上述实施方式中，通过形成于内圈27的内径侧的球面(凹球面)与形成 于套筒24的外径侧的球面(凸球面)的卡合来进行两者之间的彼此支承，通过调整该支承 部的间隙，可以吸收因作为动力传递用发生作用的多个球的导向槽位置的偏差而引起内、 外圈的相对的振摆回转，藉此能进一步实现球25均等且连续的接触，并在可靠性、振动、噪 音方面更为有利。另外，在上述实施方式中，外圈30和摆动板12构成为另设构件，且将它们彼此固 定，但也可以将它们一体形成。通过这种一体化，能进一步实现部件数削减和组装的简易 化。图4表示在摆动板12的旋转阻止机构21中内、外圈的相对角度为零的状态。如 图4(A)所示，形成于旋转阻止机构21的内圈27和外圈24的导向槽26、28配置成相对于
11旋转主轴5的中心轴具有相对角度(在30 60度范围内的相对角度)。此外，构成一个 球导向件41且彼此相对的、形成于内圈27的导向槽26 (导向槽26的轴用符号42表示) 与形成于外圈30的导向槽28 (导向槽28的轴用符号43表示)配置成以内圈27的轴与外 圈30的轴的相对角度为零的状态下为与旋转主轴5垂直且相对于穿过摆动板12的摆动中 心的平面44对称的对称形态。在上述导向槽26的轴42与导向槽28的轴43的交点上限 制、支承球25。此外，如图4(B)所示，旋转阻止机构21的多个球导向件41中相邻的两个 球导向件为一对，这一对球导向件45的各自的球导向件41、即这个部分的形成于内、外圈 的导向槽的轴46能为彼此平行地配置的结构。根据这种结构，如上所述，由于旋转阻止机 构部的旋转方向上的松动基本由设置于内、外圈的一组导向槽的底间距离与球径的关系确 定，因此容易进行实际状态下的间隙的设定、管理，并通过适当的间隙设定可以将松动抑制 得较小。此外，作为动力传递用发生作用的多个球25在夹住各球25并彼此相对的导向槽 26、28之间被朝压缩方向予以支承，并进行动力传递。由于球25以被相面对的导向槽26、 28抱住的方式被保持从而与两导向槽26、28接触，因此能充分大地确保球25与各个导向槽 26、28之间的接触面积，并能降低接触面压，从而成为在可靠性、振动、静谧性方面极为有利 的结构。此外，也能够减小球25的球径，从而能实现旋转阻止机构整体的小型化。此外，以旋转主轴5为中心作为力矩施加的球25上的负载作为实际接触面积的垂 直阻力发生。相对于力矩方向的接触面法线的倾斜越小，接触载荷越小，通过使如上所述平 行配置的一对球导向件45如图5所示相对于包括旋转主轴5的中心轴5a的平面47对称 地配置、即通过使形成于内、外圈的两组导向槽的轴46相对于包括旋转主轴5的中心轴5a 的平面47对称地配置，从而作为不选择旋转方向的旋转阻止机构，能使球接触载重最小。在本发明中，在摆动板旋转阻止机构21中的形成于起到可摆动地连结摆动板12 的摆动构件的作用的外圈30的内周的近似凹球面与形成于起到摆动中心构件的作用的套 筒24的外周的近似凸球面之间设有在轴向截面轮廓上相对的形状差，并将上述形状差设 定成越靠近这些近似凹球面与近似凸球面的接触部的轴向两端部则两面之间的间隙越大。 接触部的轴向两端部的两面之间的间隙设定成20微米以上。参照只用于说明外圈与套筒 的关系而图示的图6 图8对具有这种形状差的具体结构进行说明。在图6所示的例子中，形成于起到摆动构件的作用的外圈30a的内周的近似凹球 面51a的轴向截面轮廓由如下部分组成轴向中央部的主圆形形状部52，该主圆形形状部 52形成为作为圆的一部分的圆弧；以及直线形状部53，该直线形状部53设于该主圆形形状 部52的轴向两端部，并且与主圆形形状部52相切。通过上述直线形状部53，便能在与形 成于起到摆动中心构件的作用的套筒24a的外周的近似凸球面54a之间形成所需的间隙。 此时，直线形状部53之外的外圈30a的主圆形形状部52的曲率半径Rl与套筒24a的近似 凸球面54a的曲率半径R2实质上相同即可，它们的曲率中心Cl的位置也为相同位置即可。 在这种结构中，通过在近似凹球面51a的主圆形形状部52的两侧形成直线形状部53，能将 该直线形状部53与套筒24a的近似凸球面54a之间的间隙设定成越靠近轴向两端部越大， 并通过适当地设定该间隙，能有效地防止用于进行摆动运动的滑动部分在端部部分产生的 过大面压，并避免烧结和磨损的产生，从而能实现耐久性、静谧性优秀的压缩机。在图7所示的例子中，形成于起到摆动构件的作用的外圈30b的内周的近似凹球 面51b的轴向截面轮廓和形成于起到摆动中心构件的作用的套筒24b的外周的近似凸球面54b的轴向截面轮廓一起形成为作为圆的一部分的圆弧，外圈侧截面轮廓的圆弧的曲率半 径R3设定得比套筒侧截面轮廓的圆弧的曲率半径R4大，并且外圈侧截面轮廓的圆弧的曲 率中心C2相对于套筒侧截面轮廓的圆弧的曲率中心C3在包括摆动中心的面55内的同轴 上偏置δ。在使曲率中心C2的位置偏置规定量δ的状态下，由于外圈侧截面轮廓的圆弧 的曲率半径R3设定得比套筒侧截面轮廓的圆弧的曲率半径R4大，因此在两球面之间越靠 近轴向端部，根据曲率半径差会使空隙越大，从而在两球面之间形成在本发明中作为目标 的空隙。通过适当设定该间隙，能有效地防止用于摆动运动的滑动部分在端部部分产生过 大面压，避免烧结和磨损的产生，从而能实现耐久性、静谧性优秀的压缩机。在图8所示的例子中，形成于起到摆动构件的作用的外圈30c的内周的近似凹球 面51c的轴向截面轮廓由如下部分构成轴向中央部的主圆形形状部56 (用符号57表示该 主圆形形状部56的范围)，该主圆形形状部56形成为作为圆的一部分的圆弧；以及切圆部 58，该切圆部58与上述主圆形形状部56的轴向两端部连接从而与主圆形形状部56相切， 且该切圆的曲率半径R5比主圆形形状部56的曲率半径R6大。在图示例中，使主圆形形状 部56的曲率中心与形成于起到摆动中心构件的作用的套筒24c的外周的近似凸球面54c 在相同的曲率中心C4的位置，切圆部58的曲率中心C5在包括摆动中心的面55内的同轴 上偏置规定量。然而，切圆部58的曲率中心C5不一定需要相对于曲率中心C4位于包括摆 动中心的面55内的同轴上。用上述主圆形形状部56的轴向两侧的切圆部58在与形成于 套筒24c的外周的大致凸球面54c之间形成在本发明中作为目标的间隙。通过适当设定该 间隙，能有效地防止用于进行摆动运动的滑动部分在端部部分产生过大面压，避免烧结和 磨损的产生，从而能实现耐久性、静谧性优秀的压缩机。这样，在本发明的新制的摆动板旋转阻止机构21中，还在形成于起到摆动构件的 作用的外圈30a、30b、30c的内周的近似凹球面与形成于起到摆动中心构件的作用的套筒 24a.24b.24c的外周的近似凸球面之间适当地设有在轴向截面轮廓上相对的形状差，通过 越靠近近似凹球面与近似凸球面的接触部的轴向两端面则两面之间的间隙越大地设定希 望的形状差，从而缓和因球面彼此接触而引起的用于进行摆动运动的滑动部分在端部(接 触面端部)的面压，防止在该端部部分产生过大面压。由于上述滑动部分位于旋转构件的 中心部，因此如上所述可能不容易稳定地得到充分的润滑，但通过如上所述防止过大面压 的产生，便能可靠地防止烧结和磨损的产生，对于该滑动部分也实现了优秀的耐久性和静 谧性。其结果是，作为压缩机整体，也实现了优秀的耐久性和静谧性。在本发明中，作为与图1 图5所示的实施方式不同的实施方式，例如图9所示， 通过将一对球导向件61中主要作用于外圈动力传递方向62侧的一方的球导向件63、即将 该球导向件63的导向槽的轴64在包含旋转主轴5的中心轴5a的平面65上偏置，从而能 对特定的动力传递方向进行限定来进一步降低接触载荷。另外，在图9中，符号66表示内 圈动力传递方向。此外，如图10(A)或图10(B)所示(图10(A)和图10(B)表示彼此不同的例子)， 以多个球导向件中的夹有旋转主轴5并相对于旋转主轴5大致对称地配置的两个球导向件 为一对，可以是这一对球导向件71彼此平行配置的结构、即可以是形成于构成这一对球导 向件71的内圈27、外圈30的导向槽的轴72彼此平行配置的结构。根据这种结构，由于旋 转阻止机构部的旋转方向上的松动大致由设置于内圈27、外圈30的一组导向槽底间距离
13与球径的关系决定，因此通过将对称配置的两个球导向件彼此平行配置，从而能将两个球 导向件的间隙同时设定、管理成所需的间隙。其结果是，使这种间隙的设定、管理变得容易， 从而能减小松动。此外，在上述一对球导向件彼此平行配置的结构中，例如图11㈧和图11 (B)所示 (图11 (A)和图11 (B)表示彼此不同的例子)，彼此平行配置的一对球导向件81可以是配置 成形成这些球导向件的导向槽的轴82位于包括旋转主轴5的中心轴5a的平面83上的结 构。若如上所述构成，则不用选择动力传递方向就能使球接触载荷最小。另外，在图Il(B) 中，例示了与外圈一体形成的摆动板84时的结构。工业上的可利用性本发明的变容量摆动板式压缩机能适用于在所有领域内使用的变容量摆动板式 压缩机，尤其适用于提高小型化和可靠性、改善耐久性和静谧性、成本降低的要求高的车用 领域内，其中，用于车用空调装置较为理想。
权利要求
一种变容量摆动板式压缩机，包括活塞，该活塞可往复运动地插入缸膛内；斜板，该斜板与旋转主轴一起旋转、并可相对于所述主轴改变角度地得到支承；摆动板，该摆动板连结于所述活塞，并使所述斜板的旋转运动变换为自身的摆动运动，将该摆动运动传递至所述活塞从而使活塞往复运动；以及该摆动板的旋转阻止机构，其特征在于，所述旋转阻止机构由具有如下构件的机构构成(a)内圈，该内圈虽被阻止了旋转但可沿轴向移动地设于外壳内，并在内径部通过轴承对所述旋转主轴可相对旋转和可沿轴向相对移动地予以支承并且具有用于对动力传递用而设置的多个球进行导向的多个导向槽；(b)套筒，该套筒起到所述摆动板的摆动运动的摆动中心构件的作用，并相对于所述旋转主轴可相对旋转和可沿轴向移动地设于所述旋转主轴上，并可与所述内圈一起沿轴向移动地与该内圈卡合；(c)外圈，该外圈在与所述内圈的各导向槽相对的位置具有用于对所述球进行导向的多个导向槽，并可摆动地支承于所述套筒，将所述摆动板固定连结于外周；以及(d)多个球，这些球被形成于所述内圈和外圈的彼此相对的导向槽保持，且通过在该导向槽之间被压缩来进行动力传递，在所述旋转阻止机构中的形成于起到用于可摆动地连结所述摆动板的摆动构件的作用的所述外圈内周的近似凹球面与形成于起到摆动中心构件的作用的所述套筒外周的近似凸球面之间设有在轴向截面轮廓上相对的形状差，并将所述形状差设定成随着接近所述近似凹球面与近似凸球面的接触部的轴向两端部，两面之间的间隙变大。
2.如权利要求1所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，将所述形状差设定成所 述接触部的轴向两端部的间隙为20微米以上。
3.如权利要求1所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，形成于所述外圈内周的 近似凹球面的轴向截面轮廓由作为圆的一部分、即圆弧而形成的轴向中央部的主圆形形状 部和设于该主圆形形状部的轴向两端部并与主圆形形状部相切的直线形状部形成。
4.如权利要求1所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，形成于所述外圈内周的 近似凹球面的轴向截面轮廓和形成于所述套筒外周的近似凸球面的轴向截面轮廓一起形 成为圆的一部分即圆弧，将外圈侧截面轮廓的圆弧的曲率半径设定得比套筒侧截面轮廓的 圆弧的曲率半径大，并且外圈侧截面轮廓的圆弧的曲率中心相对于套筒侧截面轮廓的圆弧 的曲率中心偏置。
5.如权利要求1所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，形成于所述外圈内周的 近似凹球面的轴向截面轮廓由作为圆的一部分即圆弧而形成的轴向中央部的主圆形形状 部和与该主圆形形状部的轴向两端部连接并相对于主圆形形状部成切圆且其切圆的的曲 率半径比主圆形形状部的曲率半径大的切圆部形成。
6.如权利要求1所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，所述外圈与所述摆动板 一体形成。
7.如权利要求1所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，所述旋转阻止机构的内 圈和外圈的彼此相对的导向槽形成为相对于旋转主轴的中心轴具有30 60度的相对角 度，并且构成一个球导向件的彼此相对的导向槽配置成在内圈的轴与外圈的轴的相对角度 为零的状态下与主轴垂直且相对于经过摆动板的摆动中心的平面对称的形态。
8.如权利要求7所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，将所述旋转阻止机构的 多个球导向件中的相邻的两个球导向件作为一对，并使这一对球导向件彼此平行地配置。
9.如权利要求8所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，所述彼此平行地配置的 一对球导向件相对于包括旋转主轴的中心轴的平面对称地配置。
10.如权利要求8所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，形成所述彼此平行地配 置的一对球导向件中的一方的球导向件的导向槽配置成其轴位于包括旋转主轴的中心轴 的平面上。
11.如权利要求7所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，将所述旋转阻止机构的 多个球导向件中的夹有旋转主轴并相对于旋转主轴大致对称地配置的两个球导向件作为 一对，并使这一对球导向件彼此平行配置。
12.如权利要求11所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，所述彼此平行地配置 的一对球导向件配置成形成这些球导向件的导向槽的轴位于包括旋转主轴的中心轴的平 面上。
13.如权利要求1所述的变容量摆动板式压缩机，其特征在于，由车载空调装置用压缩 机构成。
全文摘要
一种变容量摆动板式压缩机，该变容量摆动板式压缩机通过在阻止了旋转的状态下进行摆动的摆动板来使活塞往复运动，其特征在于，摆动板旋转阻止机构由具有如下构件的机构构成内圈和外圈，所述内圈可相对于主轴在轴向移动，所述外圈与摆动板连结；多个球，这些球配设于内圈和外圈的导向槽之间且进行动力传递；以及套筒，该套筒可在轴向移动地与内圈卡合并与内圈一起可在轴向移动地进行设置，起到摆动板的摆动中心构件的作用，在形成于外圈内周的近似凹球面与形成于套筒外周的近似凸球面的轴向截面轮廓之间设置形状差并使越接近两面的接触部的轴向两端部、两面之间的间隙越大。本发明提供抑制了采用特有的等速万向节机构的摆动板旋转阻止机构中的滑动部分的烧结和磨损、耐久性和静谧性优秀的变容量摆动板式压缩机。
文档编号F04B27/08GK101910628SQ20088012323
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月11日 优先权日2007年12月28日
发明者田上真二 申请人:三电有限公司