专利名称：用于传动机构的定位结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连接在转动机器的壳体上以便将动力输入到转动机器的转动轴上的传动机构，本发明尤其涉及一种用于将传动机构定位在转动机器的壳体上的定位结构。
背景技术：
这种类型的传动机构例如表示图4中，其中传动机构布置在车辆空气调节器的制冷剂压缩机101和运行车辆的发动机(未示出)之间的传动路径内。
也就是，转动轴104的套筒102a从压缩机101的壳体102延伸。带轮105通过轴承113由套筒102a可转动地支承以便将动力从发动机输入到转动轴104。转子106a通过转动轴104支承在带轮105内以便与转动轴104一起转动。定子106b通过定子支架109由套筒102a支承在带轮105内。转子106a和定子106b构成电马达106。
轴承113通过第一后定位表面114和第一前定位表面116a在其轴向定位。第一后定位表面114是在轴向上相对于轴承113形成在套筒102a后侧的台阶的壁表面。第一前定位表面116a是在轴向上相对于轴承113固定地装配在套筒102a前侧上的圆形夹16的一部分。
定子支架109通过第二后定位表面110和第二前定位表面112a在其轴向定位。第二后定位表面110是也在轴向上相对于定子支架109形成在套筒102a后侧的另一台阶的壁表面。第二前定位表面102a是在轴向上相对于定子支架109固定地装配在套筒102a前侧上的圆形夹112的另一部分。总的来说，轴承113和定子支架109通过专用的定位装置分别在其轴向定位。
用于专门定位轴承113和定子支架109的定位装置分别包括轴向上的前定位表面112a、116a和后定位表面110、114。因此，用于将传动机构定位在压缩机101壳体102上的定位结构(安装结构)变得复杂使得可以出现不同的问题。
也就是，例如，用于分别定位轴承113和定子支架109的定位装置需要圆形夹112、116，对于带有传动机构的压缩机101来说，使得部件的数量和组装过程增加。同样，定位装置分别需要装配圆形夹112、116的环形凹槽111、115，在壳体102中使得环形凹槽111、115凹入很复杂。另外，定位装置分别需要用于定位的台阶(后定位表面110、114)，使得在壳体102中形成台阶同样很复杂。
另外，考虑到将定位装置布置在壳体102中的空间，用于定位轴承113和定子支架109的专用的定位装置需要轴承113和定子支架109在轴向上相当大的移位。因此，出现传动机构其轴向尺寸变大的问题。因此，需要简化将传动机构定位在转动机器的壳体上的定位结构。
发明内容
按照本发明，在连接到转动机器的壳体上以便将动力输入到转动机器的转动轴上的传动机构中，传动机构包括转动主体和电马达。转动主体通过转动主体轴承由壳体可转动地支承以便将动力从外部驱动源传递到转动轴上。电马达的定于通过定子支架由壳体支承。转动轴在外部驱动源停止期间通过电马达任选地驱动。定位结构具有轴承定位装置和支架定位装置。轴承定位装置在转动轴的轴向上相对于转动机器的壳体前后定位转动主体轴承并具有前和后定位表面。支架定位装置在轴向上前后定位定子支架并具有前和后定位表面。各自轴承定位装置和支架定位装置的至少一个前和后定位表面相互共用。
本发明的其他方面和优点将从以下结合附图并通过本发明原理的实例进行描述的说明中变得清楚。
确信是新颖的本发明的特征在所附权利要求中特别提出。本发明及其目的和优点将通过参考本发明优选实施例的描述以及附图更好地理解，附图中图1是本发明优选实施例的传动机构的纵向截面图；图2是图1的局部放大视图；图3是沿图2的线I-I截取的截面图；以及图4是带有现有技术传动机构的压缩机的局部放大截面图。
具体实施例方式
本发明的优选实施例现在将参考图1～3进行描述。图1和2的左侧和右侧分别与压缩机C的前侧和后侧相对应。
现在参考图1，图1表示带有按照本发明优选实施例的传动机构PT的压缩机C的纵向截面图。制冷剂压缩机C是部分构成车辆空气调节器的制冷回路的转动机器。压缩机C的壳体11容纳活塞类型的压缩机构12。活塞类型的压缩机构12具有公知的结构，其中旋转斜盘14随着转动轴13的转动通过一对滑履15转换成活塞16的往复运动。因此，压缩制冷剂气体。
相对于压缩机C，传动机构PT与转动轴13同轴地布置在壳体11外部以便将动力输入转动轴13。传动机构PT包括带轮或转动主体17和电马达38，并连接在发动机或外部驱动源E上以便运行车辆。带轮17通过壳体11可转动地支承并将动力从发动机E传递到转动轴13。电马达38例如用来在发动机E停止时驱动转动轴13。带有电马达38的压缩机C能够在发动机E停止期间进行空气调节(冷却)。
现在将说明传动机构PT和用于将传动机构PT安装在压缩机C上的安装结构。
现在参考图1和2，图2表示图1的局部放大视图。压缩机构12的转动轴13通过壳体11可转动地支承。转动轴13的前端延伸通过壳体11的前端壁并从壳体11伸出外部。用于转动轴13的套筒35与壳体11整体形成并从壳体11的前端壁延伸。套筒35形成相对大直径部分35a和相对小直径部分35b。大直径部分35a形成在后侧(套筒35的近端)，而小直径部分35b形成在前侧(套筒35的远端)。
柱形刷单元保持件37固定地围绕套筒35的大直径部分35a装配。供电环41固定在壳体11的前端表面上的径向外侧上，以便围绕刷单元保持件37的后端。第一密封构件43插入壳体11的前壁表面和供电环41之间的环形接触区域内。
带轮17包括上游带轮构件18和下游带轮构件19。上游带轮构件18在其外周表面上形成凹槽18a以便卷绕带20从而与发动机E连接。上游带轮构件18通过带轮轴承或转动主体轴承57由刷单元保持件37可转动地支承在壳体11上。带轮轴承57是球轴承，该轴承包括在上游带轮构件18一侧的外部可运动圈59、刷单元保持件37一侧上的内部固定圈58和滚动球60(插入内部固定圈58和外部可运动圈59之间)。
下游带轮构件19通过第一单向离合器31由轮毂30支承。轮毂30固定地连接在转动轴13的前端上。上游带轮构件18通过传动销28和橡胶减震器29连接在下游带轮构件19上。传动销28用作破坏类型的扭矩限制器。橡胶减震器29调整带轮构件18、19之间传递的扭矩变化。
第一单向离合器31设置离合器机构31a和轴承机构31b。离合器机构31a使得动力从下游带轮构件19传递到轮毂30，而离合器机构31a中断动力从轮毂30传递到下游带轮构件19。因此，当上游带轮构件18在一个方向上通过发动机E的操作而转动时，下游带轮构件19通过传动销28和橡胶减震器29也在与上游带轮构件18的相同方向上转动。该转动动力通过第一单向离合器31和轮毂30输入转动轴13。
相反，当发动机E停止时转动轴13通过电马达38在相同方向上转动，转动动力通过轮毂30传递到第一单向离合器31上。但是，第一单向离合器31的离合器机构31a不使得动力从轮毂30传递到下游带轮构件19上，从而防止电马达38的动力传递到发动机E上，即防止电马达38产生的动力通过压缩机构12的操作之外的操作消耗掉。
密封空间88通过连接上游带轮构件18和下游带轮构件19限定在带轮17内。电马达38与带轮17同轴布置在密封空间88中。
也就是，在带轮17的密封空间88内转子45通过第二单向离合器44连接在转动轴13上。转子45包括铁芯45a和围绕铁芯45a卷绕的线圈45b。转换器50固定地连接在转子45的后端上。由磁体制成的定子49在密封空间88内布置在转子45外部。定子49通过定子支架48由壳体11支承。
多个凹口37a在带轮17的密封空间88内形成在刷单元保持件37的前端上。凹口37a(图1和2只示出一个)围绕带轮17的轴线以等角度位置形成。每个凹口37a保持供电刷单元39。供电刷单元39的刷39a受压以便接触转换器50。电线(未示出)埋置在供电环41中以便将电力从外部供应到刷39a。因此，电力通过供电环41(埋置电线)、供电刷单元39和转换器50从外部供应到线圈45b，使得转子45转动。
第二单向离合器44包括离合器机构44a和轴承机构44b以及第一单向离合器31。相对于第一单向离合器31所述的在一个方向上的转动，离合器机构44a使得动力从转子45传递到转动轴13，而离合器机构44a中断动力从转动轴13传递到转子45。因此，当发动机E停止期间电马达38启动时，电马达38的转动动力通过第二单向离合器44传递到转动轴13上。相反，即使转动轴13在发动机E运行期间通过发动机E的操作而转动时，此转动动力不输入到转子45。因此降低发动机E驱动转子45的负载。
现在将说明用于将带轮轴承57和定子支架48定位在壳体11中的定位装置。
如图2所示，刷单元保持件37的前端的径向外表面形成凹口37a，使得刷单元保持件37的环形形状是分开的。供电刷单元39容纳在每个凹口37a中，以便占据刷单元保持件37的所述分开的空间。轴套51松弛地装配成覆盖由刷单元保持件37的前端的外表面和供电刷单元39的外表面形成的柱形表面。
轴套51包括柱形部分52和凸缘53。柱形部分52围绕刷单元保持件37和供电刷单元39装配。凸缘53设置在柱形部分52的后端周边处。带轮轴承57的固定圈58围绕轴套51的柱形部分52压配合并以如下方式受压，使得固定圈58的后端表面接触凸缘53。第二密封构件61插入固定圈58和柱形部分52之间的环形接触区域。
轴套51的凸缘53的后表面53a通过第三密封构件56接触供电环41的前表面41a的环形区域。即，供电环41的前表面41a接触轴套51以便限制轴套51在转动轴13的轴向上向后运动。因此，供电环41的前表面41a用作后定位表面41a以便将带轮轴承57(固定圈58)在轴向上定位。
定子支架48包括环形近部分67、环形盘状部分68和用于固定定子49的柱形定子固定部分69。盘状部分68从近部分67径向向外延伸。定子固定部分69从盘状部分68的外周边向前延伸。定子49固定地连接在定子固定部分69的内表面上。定子支架48的近部分67松弛地围绕套筒35的小直径部分35b装配。销76插入近部分67和刷单元保持件37之间。相对于刷单元保持件37(即壳体11)，通过销76阻止定子支架48的转动。
环形凹槽77在相对于定子支架48的近部分67的前侧上并在套筒35的小直径部分35b的外周表面上凹入。圆形夹78装配在环形凹槽77内。定子支架48的近部分67的前表面67a在环形接触区域处接触圆形夹78的后表面78a。换言之，圆形夹78的后表面78a用作与定子支架48接触以便限制定子支架48在转动轴13的轴向上向前运动的前定位表面78a。
轴套51的柱形部分52的前端表面52a接触定子支架48的盘状部分68的后表面68a。因此，轴套51在轴向上的向前运动以如下方式直接得到限制，使得柱形部分52的前端表面52a接触定子支架48的盘状部分68的后表面68a。因此，定子支架48的近部分67的前表面67a通过与圆形夹78的前定位表面78a接触来限制。另一方面，定子支架48在轴向上的向后运动以如下方式直接得到限制，使得盘状部分68的后表面68a接触轴套51的柱形部分52的前端表面52a。因此，轴套51的凸缘53的后表面53a通过经过第三密封构件56接触供电环41的后定位表面41a来限制。
圆形夹78是锥形圆形夹并通过装配在环形凹槽77内在轴向上向后压靠定子支架48的近部分67。因此，此压力通过定子支架48的盘状部分68作用在轴套51的柱形部分52上，并且轴套51的凸缘53通过第三密封构件56压靠供电环41的后定位表面41a。
在优选实施例中，用于将带轮轴承57在轴向上定位的装置和将定子支架48在轴向上定位的装置共用前定位表面78a和后定位表面41a，该定位表面是各自定位装置的部件。
随便来说，在优选实施例中，轴套51(前端表面52a)、定子支架48(后表面68a、前表面67a)和圆形夹78(后表面78a)构成用于向前定位带轮轴承57的前轴承定位装置。供电环41(前表面41a)、第三密封构件56和轴套51(后表面53a)构成向后定位带轮轴承57的后轴承定位装置。圆形夹78(后表面78a)是用于向前定位定子支架48的前支架定位装置。接着，供电环41(前表面41a)、第三密封构件56和轴套51(后表面53a、前端表面52a)构成用于向后定位定子支架48的后支架定位装置。
现在参考图2和3，图3表示沿图2的线I-I截取的截面图。多个接合突出部54从柱形部分52的前端表面52a向前延伸。接合突出部54沿柱形部分52的周向设置在等角度位置上。在图2中只表示一个接合突出部54。接合孔或接合凹口68b形成在定子支架48的盘状部分68中，以便与轴套51的接合突出部54相对应。
接合突出部54以如下方式与接合凹口68b接合，使得带轮轴承57和定子支架48在其轴向上定位。因此，轴套51和定子支架48(即固定圈58和壳体11)不围绕带轮17的轴线相对转动。即，接合突出部54和接合凹口68b构成转动阻止装置。
从优选实施例中获得以下有利的效果。
(1)用于定位带轮轴承57的定位装置和用于定位定子支架48的定位装置共用定位表面41a、78a。因此，用于将传动机构PT定位在压缩机C的壳体内的定位结构(安装结构)变得简单了。因此，解决了由于复杂定位机构造成的不同问题，例如复杂的加工、部件数量增加以及传动机构PT轴向尺寸变大。
(2)用于定位带轮轴承57的定位装置和用于定位定子支架48的定位装置在轴向上共用前定位表面78a和后定位表面41a两者。这造成将传动机构PT定位在压缩机C的壳体11内的定位结构进一步简化。
(3)专门用作定位构件的圆形夹78不仅用作定位带轮轴承57的定位装置，还用作定位定子支架48的定位装置。专门用于定位的共用圆形夹78造成定位机构的部件数量减少，使得共用圆形夹78在很大程度上有助于提供低成本的带有传动机构PT的压缩机C。
(4)电马达38容纳在限定在带轮17内部的密封空间88内。带轮轴承57布置在密封空间88和外部空间之间的边界处。水可以从外部空间通过与带轮轴承57形成整体的轴套51(凸缘53的后表面53a)和壳体11一侧的供电环41(后定位表面41a)之间的间隙进入密封空间88。
接着，在优选实施例中，带轮轴承57通过第三密封件56接触后定位表面41a，该密封构件闭合水渗入路径。因此，密封空间88具有相对高的防水性，并保护电马达38使其不浸入水中。因此，当第三密封构件56布置在带轮轴承57的定位部分处时，第三密封构件56的密封压力通过利用作用在构件41和51之间的定位部分上的压力来保证。与第三密封构件56与定位部分分开布置的情况相比，在优选实施例中不需要组装另外的专用构件来确保第三密封构件56的密封压力。
(5)转动阻止装置54、68b布置在带轮轴承57的固定圈58和壳体11之间以便阻止构件11和58围绕带轮17的轴线的相对转动。因此，防止固定圈58随着带轮17的转动而转动，可以防止例如带轮轴承57由于固定圈58和壳体11之间的相对转动产生的滑动摩擦造成的格格作响。
(6)转动阻止装置54、68b形成有轴套51和接合孔68b。轴套51固定地装配在带轮轴承57的固定圈58上并围绕带轮17形成接合突出部54。接合孔68b围绕带轮11的轴线形成在壳体11的侧部。轴套51以凹口-突出部接合的形式与壳体11的侧部接合，以便阻止固定圈58和壳体11之间的相对转动。因此，形成接合突出部或转动阻止装置54的轴套51插入带轮轴承57和壳体11之间。因此，带轮轴承57不特别通过例如将接合突出部54和固定圈58整体形成来形成，而是使用通用轴承。这提供了低成本的带有传动机构PT的压缩机C。
(7)相对于转动阻止装置54、68b，壳体11一侧上的接合孔68b形成在定子支架48内。如上面所述，带轮轴承57和定子支架48定位在壳体11上以便相互对应。因此，在带轮轴承57和定子支架48定位时，接合突出部54和接合孔68b可相互接合。因此，传动机构PT便于组装到压缩机C上。
本发明不局限于以上所述的实施例，而可以变型成以下的可选择在所述优选实施例的可选择的实施例中，定位带轮轴承57的定位装置和定位定子支架48的定位装置在轴向上只共用前定位表面78a和后定位表面41a之一。例如，定子支架48通过套筒35内的大直径部分35a和小直径部分35b之间边界处的台阶形壁表面在轴向上向后定位。
在所述优选实施例的可选择实施例中，专用定位构件不局限于圆形夹78。例如，螺纹凹口形成在套筒35的小直径部分35b的外周表面上，并且螺母旋入螺纹凹口以便提供前定位表面。
在所述优选实施例的可选择实施例中，接合凹口形成在轴套51内，而接合突出部形成在定子支架48上。
在所述优选实施例的可选择实施例中，轴套51和刷单元保持件37或轴套51和供电环41以凹口-突出部接合的形式相互接合以便用作转动阻止装置。
在所述优选实施例的可选择实施例中，接合突出部54直接设置在带轮轴承57的固定圈58上。
在所述优选实施例的可选择实施例中，轴套51固定地压配合在刷单元保持件37和供电刷单元39上以便与这些构件37、39形成整体。
此结合阻止带轮轴承57(固定圈58)相对于壳体11的转动。在这种情况下，相对于刷单元保持件37和供电刷单元39的轴套51的压配合结构用作转动阻止装置。
在所述优选实施例的可选择实施例中，省略轴套51，并且带轮轴承57直接围绕刷单元保持件37和供电刷单元39装配。在这种情况下，接合突出部54(转动阻止装置)直接设置在带轮轴承57的固定圈58上。
在所述优选实施例中，电马达38是将转子45布置在定子49内部的内转子类型。在所述优选实施例的可选择实施例中，电马达不局限于内转子类型，而可采用将转子布置在定子外部的外转子类型，或可采用在轴向上将平形状定子和平形状转子连续布置的平转子类型。
因此，本发明的实例和实施例认为是说明性的而不是限制性的，并且本发明不局限于这里给出的细节，而可以在所附权利要求的范围内改型。
权利要求
1.一种用于连接在转动机器的壳体上的传动机构以便将动力输入到转动机器的转动轴上的定位结构，该传动机构包括转动主体和电马达，该转动主体通过转动主体轴承由壳体可转动支承以便将动力从外部驱动源传递到转动轴上，电马达的定子通过定子支架由壳体支承，该转动轴在外部驱动源停止期间通过该电马达任选地驱动，该定位结构包括用于在转动轴的轴向上相对于转动机器的壳体前后定位该转动主体轴承的轴承定位装置，该轴承定位装置具有前和后定位表面；以及用于在转动轴的轴向上相对于转动机器的壳体前后定位该定子支架的支架定位装置，该支架定位装置具有前和后定位表面，各自轴承定位装置和支架定位装置的至少一个前和后定位表面相互共用。
2.如权利要求1所述的定位结构，其特征在于，在轴向上各自轴承定位装置和支架定位装置的前和后定位表面两者相互共用。
3.如权利要求2所述的定位结构，其特征在于，在轴向上至少一个前和后定位表面通过连接在壳体上以便专门定位的定位构件形成，由该定位构件形成的定位表面由轴承定位装置和支架定位装置共用。
4.如权利要求3所述的定位结构，其特征在于，该专门定位构件是锥形的圆形夹。
5.如权利要求1所述的定位结构，其特征在于，该电马达容纳在密封空间内，该密封空间限定在该转动主体内部，该转动主体轴承通过密封该密封空间的密封构件定位在该密封空间和与该后定位表面接触以便定位该转动主体的外部之间的边界处。
6.如权利要求1所述的定位结构，其特征在于，其还包括固定连接在该壳体上的供电环，该供电环具有用于定位转动主体的后定位表面。
7.如权利要求1所述的定位结构，其特征在于，其还包括布置在转动主体轴承的固定圈和壳体之间以便阻止其间围绕转动主体的轴线相对转动的转动阻止装置。
8.如权利要求7所述的定位结构，其特征在于，该转动阻止装置包括围绕转动主体的轴线形成并以凹口-突出部接合的形成相互接合的接合突出部和接合凹口，接合突出部和接合凹口之一与固定装配在转动主体轴承的固定圈上的轴套整体形成，接合突出部和接合凹口中的另一个设置在壳体的侧部上，防止该固定圈和壳体的相对转动。
9.如权利要求8所述的定位结构，其特征在于，设置在壳体侧部上的接合突出部和接合凹口之一形成在定子支架上。
10.如权利要求1所述的定位结构，其特征在于，该转动主体是带轮。
11.如权利要求1所述的定位结构，其特征在于，该转动机器是压缩机。
12.如权利要求1所述的定位结构，其特征在于，该外部驱动源是用于运行车辆的发动机。
全文摘要
传动机构连接在转动机器的壳体上以便将动力输入转动机器的转动轴上，并且其包括通过转动主体轴承由壳体可转动支承的转动主体，和电马达，该电马达的定子通过定子支架由壳体支承。传动机构的定位结构包括轴承定位装置和支架定位装置。轴承定位装置在转动轴的轴向上相对于壳体前后定位转动主体轴承，并具有前和后定位表面。支架定位装置在轴向上前后定位定子支架并具有前和后定位表面。各自定位装置的至少一个前和后定位表面相互共用。
文档编号F16M11/00GK1626870SQ20031012028
公开日2005年6月15日 申请日期2003年12月12日 优先权日2003年12月12日
发明者岩佐次郎, 川口真广, 大立泰治, 米良实, 村上和朗, 安谷屋拓 申请人:株式会社丰田自动织机