专利名称：防自转机构及使用该机构的压缩机和汽车的制作方法
防自转机构及使用该机构的压缩机和汽车
技术领域：
本发明实施例涉及防自转机构领域，特别涉及一种推力球轴承防自转机构，同 时本发明实施例还涉及一种使用该机构的压缩机以及汽车。
背景技术：
在压缩机中，由于汽车发动机转速不断的变化，在固定工况下最常用的涡旋压 缩机十字滑环防自转机构难以适应汽车空调压缩机不断变化的工况及转速，所以在涡旋 汽车空调压缩机中防自转机构大都用推力球轴承防自转机构。通用的推力球轴承防自转 机构由连接在动涡盘上的动盘保持架及动盘钢球垫圈组成可动部件，由连接在轴承座上 的轴承座保持架和轴承座钢球垫圈组成静止部件。可动部件、静止部件及安装于两部件 间的钢球组成现行通用的分体式推力球轴承防自转机构。在现行通用的分体式推力球轴承防自转机构中钢球与保持架、钢球垫圈的接触 均为点接触，具体结构的举例参照图1和图2所示。其中图1为现有技术的分体式推力球轴承防自转机构的保持架总体结构示意 图。如图1所示，多个钢球12分别容置孔13内，当现有技术中的分体式推力球轴承防 自转机构工作时，保持架11上孔13的倒角与钢球12形成点接触。图2为现有技术的分体式推力球轴承防自转机构的局部剖面图。如图2所示， 现有技术的分体式推力球轴承防自转机构包括动涡盘钢球垫圈14、动涡盘保持架15、钢 球12、轴承座保持架16以及轴承座钢球垫圈17，其中钢球12与其它4个零件的接触部 位为点接触。因此现有技术中的分体式推力球轴承防自转机构，容易以弹性变形的形式补偿 加工或装配形成的径向误差。工作过程中，在负荷的作用下钢球与上述零部件的接触点 局部变形为一小段圆弧，承受的压强很大，相应的零件寿命较短。此特征使该防自转结 构应用于压缩机时，压缩机的可靠性差。
发明内容本发明解决的技术问题是提供一种防自转机构及使用该机构的压缩机和汽车。本发明实施例为解决技术问题而采取的技术方案是提供一种防自转机构，用 于在涡旋式压缩机中防止动涡盘在工作过程中自转，包括与动涡盘相连接的动涡盘保持 架、相对于动涡盘保持架设置的轴承座保持架以及设于动涡盘保持架和轴承座保持架之 间的多个钢球，其中，在动涡盘保持架和轴承座保持架上均对应设置有至少三个凹入的 环状滚道，分别在每一对对应设置的环状滚道内放置一个钢球，以防止动涡盘保持架连 同动涡盘相对于轴承座保持架作自转运动，每一环状滚道的截面轮廓线包括至少两段圆 的渐开线线段。本发明实施例为解决技术问题而采取的技术方案是提供一种防自转机构，包 括第一保持架、相对于第一保持架设置的第二保持架以及设于第一保持架和第二保持架之间的多个钢球，其中，在第一保持架和第二保持架上均对应设置有多个环状滚道，分 别在每一对对应设置的环状滚道内放置一个钢球，用于防止第一保持架相对于第二保持 架的自转运动，环状滚道的截面轮廓线包括至少两段圆的渐开线线段。与现有技术相比较，本发明实施例提供的防自转机构在每一片保持架上有多个 凹入的环状滚道，滚道的截面轮廓线由至少两段的渐开线线段组成，该结构使得采用了 该种防自转结构的压缩机工作寿命得到较大幅度的提升，同时使得压缩机在低转速、正 常转速或高转速情况下的工作性能均得到保证。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍，图1为现有技术的分体式防自转机构的保持架总体结构示意 图；图2为现有技术的分体式推力球轴承防自转机构的局部剖面图；图3为采用本发明实施例的防自转机构的压缩机的结构图；图4为根据本发明第一实施例的防自转机构的总体结构示意图；图5a为图4中沿线AA所截取的环状滚道的剖面部分示意图；图5b为图5a中由标识I所圈定的环状滚道的结构图；图6为根据本发明第一实施例的防自转机构的局部剖面图；图7为根据本发明第二实施例的防自转机构的总体结构示意图；图8a为图7中沿线BB所截取的环状滚道的剖面部分示意图；图8b为图8a中由标识E所圈定的环状滚道的结构图；以及图9为根据本发明第二实施例的防自转机构的局部剖面图。
具体实施例下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述。首先参照图3，图3介绍了采用本发明实施例的防自转机构的压缩机的结 构。如图3所示，采用本发明实施例的防自转机构的压缩机主要包括壳体21、静涡盘 22、动涡盘23、动涡盘保持架24、钢球25、轴承座保持架26、配重块27、轴承座28、 轴29、电磁离合器20。压缩机工作时，动力源(未绘示)通过电磁离合器20输入动力， 动涡盘23在轴29以及本发明的防自转机构(如图3所示，其由动涡盘保持架24、钢球 25、轴承座保持架26等组成)的共同作用下绕静涡盘22平面运动从而与之形成连续变小 的腔体，起到压缩流体的作用，其中，将于下文中根据本发明实施例具体介绍该防自转 机构。图4、图5a、图5b以及图6介绍了根据本发明第一实施例的防自转机构的结构 图，其中，图4为根据本发明第一实施例的防自转机构的总体结构示意图。由图4可知， 根据本发明第一实施例的防自转机构的保持架表面上对应设置至少三个凹入的环状滚道 (图4示出18个)，，具体而言，在动涡盘保持架45和轴承座保持架43上对应设置至少 三个凹入的环状滚道，并分别在每一对对应设置的环状滚道内放置一个钢球，具体如图 4所示，在动涡盘保持架45上设置环状滚道42，并在轴承座保持架43上设置环状滚道41。请进一步参见图5a，其中，图5a为图4中沿线AA所截取的环状滚道的剖面部 分示意图，如图5a所示，环状滚道的截面的轮廓线由两段线段Xl和X2组成，Xl和X2 均为圆的渐开线。请进一步参见图5b，其进一步清楚地绘示出图5a中由标识I所圈定的环状滚道 的轮廓线的结构。如图5b所示，两段线段Xl和X2均为圆的渐开线，二者光滑连接。为了对本发明第一实施例作出更清楚说明，现将参照图6对本发明第一实施例 作进一步介绍，其中，图6为根据本发明第一实施例的防自转机构的局部剖面图。如图 6所示，推力球轴承防自转机构包括动涡盘保持架43、钢球44，轴承座保持架45，其中 动涡盘保持架43以及轴承座保持架45相对安装，并且对应设置有至少三个凹入的环状滚 道，钢球球44相应设置于环状滚道内，以防止动涡盘保持架43连同动涡盘23 (如图3中 所示)相对于轴承座保持架45作自转运动。其中，组成环状滚道的轮廓线的两条线XI、 X2均为圆的渐开线，钢球44与涡盘保持架43和轴承座保持架45的环状滚道的接触部位 Al、Bl是两小段圆弧。值得注意的是，在本发明的第一实施例中，当渐开线线段最小曲率半径为Rm， 滚道上装配的钢球半径为Rb，并且Rm的取值范围为0.9RbSRm<Rb时，所能取得的效 果较佳。另外，圆的渐开线线段两端的展角之差值可设置为小于或等于η/3，圆的渐开 线线段的最小曲率半径端位于环状滚道的边侧，最大曲率半径端位于环状滚道的中部， 并且，渐开线的基圆半径可以是变化的，也可以是恒定的。在本发明的第一实施例中，由于圆的渐开线可使钢球44分别与相对安装的涡盘 保持架43和轴承座保持架45的接触部位开始是两点，因此当压缩机工作时，在负荷的作 用下，钢球44与保持架(即动涡盘保持架43或轴承座保持架45)的两个接触点产生弹性 变形成为两小段圆弧接触，运转一段时间后，涡盘保持架43和轴承座保持架45的弹性变 形会有部分成为永久变形，使压缩机的动涡盘23与静涡盘22径向配合的误差得到很大程 度的补偿，径向泄漏降到很低的水平，从而保证了压缩机工作时具有良好的性能。图7、图8a、图8b以及图9介绍了根据本发明第二实施例的防自转机构的结构 图，其中，图7为根据本发明第二实施例的防自转机构的总体结构示意图。由图7可知， 根据本发明第二实施例的防自转机构的保持架表面上对应设置有至少三个凹入的环状滚 道(图7中示出18个)，具体而言，在动涡盘保持架55和轴承座保持架53上对应设置至 少三个凹入的环状滚道，并分别在每一对对应设置的环状滚道内放置一个钢球，具体如 图7中所示，在动涡盘保持架55上设置环状滚道52，并在轴承座保持架53上设置环状滚 道51。请进一步参见图8a，其中，图8a为图7中沿线BB所截取的环状滚道的剖面部 分示意图，如图8a所示，环状滚道的截面的轮廓线由三段线段Si、S2以及S3组成，作 为环状滚道的侧边的Sl和S2均为圆的渐开线，S3为直线，S3与Sl和S2光滑地连接起来。请进一步参见图8b，其进一步清楚地绘示出图8a中由标识E所圈定的环状滚道 的轮廓线的结构。如图8b所示，组成截面的轮廓线的Sl和S2为圆的渐开线，S3为直 线，S3分别与Sl和S2光滑连接。
为了对本发明第二实施例作出更清楚说明，现将参照图9对本发明第二实施例 作进一步介绍。其中，图9为根据本发明第二实施例的防自转机构的局部剖面图。如图 9所示，推力球轴承防自转机构包括动涡盘保持架53、钢球54以及轴承座保持架55，其 中动涡盘保持架53以及轴承座保持架55相对安装，并且相应设置有多个凹入的环状滚 道，钢球54相应设置于至少环状滚道内，以防止动涡盘保持架53连同动涡盘23 (如图3 中所示)相对于轴承座保持架55作自转运动。其中，组成滚道轮廓线的两条线Si、S2 均为圆的渐开线，其中S3是一小段直线，钢球54与涡盘保持架53和轴承座保持架55中 的环状滚道的接触部位A2、B2是两小段圆弧。值得注意的是，在本发明的第二实施例中，当渐开线线段最小曲率半径为Rm， 滚道上装配的钢球半径为Rb，Rm的取值范围为0.9Rb^Rm<Rb时，其取得的效果最 好。另外，圆的渐开线线段两端的展角之差值优选为小于或等于η/3，圆的渐开线线段 的最小曲率半径端位于环状滚道的边侧，最大曲率半径端位于环状滚道的中部，并且， 渐开线的基圆半径可以是变化的，也可以是恒定的。由于钢球54与保持架(动涡盘保持架53或轴承座保持架55)两点接触，使得压 缩机工作时，钢球54与保持架的两个接触点在负荷的作用下产生弹性变形成为两小段圆 弧接触，运转一段时间后，保持架的弹性变形会有部分成为永久变形，使压缩机动、静 涡盘由加工或装配引起的径向配合误差得到很大程度的补偿，压缩机的径向泄漏降到很 低的水平，保证了工作时可具有良好的性能，同时环状滚道结构使之在低转速时性能相 对采用现行方案分体式推力球轴承防自转机构的涡旋压缩机好。值得注意的是，在本发明的其他实施例中，S3也可以是一小段圆弧，当S3为一 小段圆弧时，同样可以达到上述相同的技术效果。另外，在本发明的其他实施例中，只要环状滚道的截面轮廓包括至少两段圆的 渐开线线段，利用渐开线线段和其它不同线段组合形成环状滚道的截面轮廓，也可以达 到相同的技术效果。在以上实施例中，由于圆的渐开线可使钢球与保持架的接触部位开始是两点， 在压缩机工作时，在负荷的作用下，钢球与保持架的两个接触点产生弹性变形成为两小 段圆弧接触，运转一段时间后，保持架的弹性变形会有部分成为永久变形，使压缩机 动、静涡盘径向配合的误差得到很大程度的补偿，令到径向泄漏降到很低的水平，从而 保证了压缩机工作时具有良好的性能。并且，由于钢球接触部位的两小段的圆弧较现行 通用的分体式推力球轴承防自转机构中钢球与保持架、钢球垫圈的接触线长，故采用本 发明防自转机构的涡旋压缩机寿命相对会得到大幅提升。因此，本发明实施例的防自转机构可使得采用了该种防自转结构的压缩机工作 寿命得到较大幅度的提升，同时使得压缩机在低转速、正常转速或高转速情况下的工作 性能均得到保证。需要指出的是，在本发明一实施例中提到的“第一”、“第二”等用语仅是根 据需要采用的文字符号，在实务中并不限于此，并且该文字符号可以互换使用，例如， 动涡盘保持架以及轴承座保持架可以根据需要分别称为第一、第二保持架等。此外，尽 管本文以汽车空调压缩机为实施例进行了介绍，但是，需要理解，根据本发明实施例的 防自转机构可以应用于其他合适的场合，比如冰箱压缩机等。
权利要求
1.一种防自转机构，用于在涡旋式压缩机中防止动涡盘在工作过程中自转，其特征 在于，包括与所述动涡盘相连接的动涡盘保持架、相对于所述动涡盘保持架设置的轴承 座保持架以及设于所述动涡盘保持架和所述轴承座保持架之间的多个钢球，其中，在所 述动涡盘保持架和所述轴承座保持架上均对应设置有至少三个凹入的环状滚道，分别在 每一对对应设置的所述环状滚道内放置一个所述钢球，以防止所述动涡盘保持架连同所 述动涡盘相对于所述轴承座保持架作自转运动，所述环状滚道的截面轮廓线包括至少两 段圆的渐开线线段。
2.根据权利要求1所述的防自转机构，其特征在于，所述两段圆的渐开线线段相互连接。
3.根据权利要求1所述的防自转机构，其特征在于，所述环状滚道的截面轮廓线包括 两段圆的渐开线线段以及一段直线线段或圆弧线段，所述直线线段或圆弧线段分别与所 述两段圆的渐开线线段光滑连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的防自转机构，其特征在于，所述圆的渐开线线段 最小曲率半径为Rm，所述环状滚道上装配的钢球半径为Rb，其中0.9Rb SRm < Rb。
5.根据权利要求1至3任一项所述的防自转机构，其特征在于，所述圆的渐开线线段 的最小曲率半径端位于所述环状滚道的边侧，所述圆的渐开线线段的最大曲率半径端位 于所述环状滚道的中部。
6.根据权利要求1至3任一项所述的防自转机构，其特征在于，所述圆的渐开线线段 的基圆半径大小是恒定的或者是变化的。
7.根据权利要求1至3任一项所述的防自转机构，其特征在于，所述圆的渐开线线段 两端点展角之差值小于或等于η/3。
8.—种防自转机构，包括第一保持架、相对于所述第一保持架设置的第二保持架以 及设于所述第一保持架和所述第二保持架之间的多个钢球，其中，在所述第一保持架和 所述第二保持架上均对应设置有多个环状滚道，分别在每一对对应设置的所述环状滚道 内放置一个所述钢球，，用于防止所述第一保持架相对于所述第二保持架的自转运动， 其特征在于，所述环状滚道的截面轮廓线包括至少两段圆的渐开线线段。
9.一种涡旋式压缩机，其特征在于，所述涡旋式压缩机包括权利要求1至8任一项所 述的防自转机构。
10.—种汽车，其特征在于，所述汽车的空调压缩机包括权利要求1至9任一项所述 的防自转机构。
全文摘要
本发明实施例公开了一种防自转机构以及使用该机构的压缩机和汽车，该防自转机构用于在涡旋式压缩机中防止动涡盘在工作过程中自转，包括与动涡盘相连接的动涡盘保持架、相对于动涡盘保持架设置的轴承座保持架以及设于动涡盘保持架和轴承座保持架之间的多个钢球，其中，在动涡盘保持架和轴承座保持架上均对应设置有至少三个凹入的环状滚道，分别在每一对对应设置的所述环状滚道内放置一个所述钢球，以防止动涡盘保持架连同动涡盘相对于轴承座保持架作自转运动，每个环状滚道的截面轮廓线包括至少两段圆的渐开线线段。根据本发明实施例的防自转机构，可提高使用寿命，并且可保证在低转速、正常转速或高转速情况下的工作性能。
文档编号F04C29/00GK102022333SQ20101051820
公开日2011年4月20日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者孙尚传, 朱东升 申请人:配天(安徽)电子技术有限公司