专利名称：固定排量单头旋转斜盘致冷压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固定排量单头旋转斜盘致冷压缩机。
用于汽车空调系统的致冷管路具有一台接入管路中用来压缩致冷气体的压缩机，该压缩机可以是固定排量式的或可变排量式的压缩机。更具体地说，固定排量式致冷压缩机可以是单头旋转斜盘式的，或者是双头旋转盘式的等，对于可变排量式压缩机来说也是这种情况。
在这些压缩机之中，固定排量式单头旋转斜盘压缩机具有一个内部包含和构成至少一个气缸孔、一个曲柄室、一个吸气室和一个排气室的壳体，在每个气缸孔内可往复移动地设置一个单头活塞，另外，一根可转动地支承在壳体内的传动轴由外国驱动源(例如发动机)带动，一个旋转斜盘按固定的倾斜角并可同步转动地支承在传动轴上。上述旋转斜盘具有带动每个活塞的导瓦。上述活塞在其颈部具有一对按纵向对置方式形成凹部的球形支座面，每个导瓦具有一个可滑动地接纳在相应的球形支座面上的球形面和一个面向该球形面并与旋转斜盘相接触的端面。
在固定排量式单头旋转盘致冷压缩机中，当传动轴由外加动力源驱动时，旋转斜盘便以固定的倾斜角同步地转动，从而通过导瓦使活塞在气缸孔内往复移动。结果，由于在气缸孔与活塞头之间形成压缩室，所以，当该压缩室处于吸气冲程时，便从与致冷管路的蒸发器相连接的吸气室中将低压致冷气体抽入压缩室内，而当压缩室处于压缩冲程时，便将高压致冷气体从压缩室排至排气室。该排气室与汽车系统内用的致冷管路的冷凝器相连接。固定排量式单头旋转斜盘致冷压缩机靠致冷气体内含有的雾状润滑剂保持诸如活塞的球形支座面与导瓦的球形面之间的空隙的滑动性。
但是，在普通的固定排量式单头旋转斜盘致冷压缩机中，活塞的成对的球形支座面实际上分别是半球形的而且是彼此无关的，它们并不构成一整个球形，因此，活塞的形成球形支座面的颈部容易变形，并可能发生诸如活塞难以往复移动的问题而导致工作寿命缩短。
一种双头旋转斜盘致冷压缩机(固定排量式或可变排量式的)具有一个两端都带有一个头的双头活塞，这种活塞在与其两个头的每一个头相对置的气缸孔中往复移动。沿纵向施加在每个活塞上的惯性力W按下式计算W=M·s/2 sin2wt=M·s/2 sin2(2π·N/60)式中，M是活塞的质量；s是活塞的冲程；w(弧度)是传动轴单位时间t(秒)的角速度；N(rpm)是传动轴的转速。该惯性力W是沿弯曲活塞颈部的方向施加的。但是，由于在该活塞的颈部两侧上形成的头是由气缸孔支承的，故颈部不会受弯曲而变形。即使活塞的每个球形支座面不是按一整个球形形成的，活塞也可足够地进行往复移动，故不会降低工作寿命。
另一方面，单头旋转斜盘致冷压缩机，无论是固定排量式还是可变排量式，都具有一个仅在其一端带有一个头的单头活塞。在这种活塞中只有一个头在气缸孔内往复移动。而且，在这种压缩机中，上述的惯性力W是沿弯曲的方向施加在每个活塞的颈部的。由于单头活塞的颈部之一侧是自由端，故上述惯性力W更可能引起弯曲变形。因此，在这种压缩机中，惯性力W随转速N的提高而增大，并可引起活塞颈部变形，而导致工作寿命降低。而且，活塞颈部的弯曲变形会增大球形支座面之间的间隙，而所造成的球形支座面与导瓦之间空隙的增大可发出噪音。
尤其是在固定排量式单头旋转斜盘致冷压缩机中，其旋转斜盘的倾斜角度是恒定的(不像在可变排量压缩机中旋转斜盘的倾斜角是可变的)，而且上面所述的活塞冲程s是恒定的，所以，作用在每个活塞上的惯性力W总是大的，结果，总是有一个大的惯性力W作用在每个活塞的颈部上，使之容易弯曲。
如果活塞的成对的球形支座面不构成一整个的球形，而活塞的颈部又不希望地沿轴向加长，那么活塞颈部就更易受惯性力W而弯曲。
另外，活塞颈部加长增加了活塞的质量M，这也使惯性力W增大，同样的结果是，活塞的颈部更易于弯曲。而且，活塞的质量增加也使压缩机的质量增加。
根据上述情况，推出了本发明。本发明的目的是提出一种其活塞的颈部很经久耐用且不易受沿弯曲方向施加在活塞颈部的惯性力W而弯曲的固定排量式单头旋转斜盘致冷压缩机。
按照本发明提出的固定排量式单头旋转斜盘致冷压缩机具有一个具有由其界定和形成的至少一个气缸孔、一个曲柄室、一个吸进室和一个排气室的壳体；至少一个可往复移动地接纳在上述的每一个气缸孔内的单头活塞；一个可转动地支承在上述壳体内并由外加动力源驱动的传动轴；和一个按固定的倾斜角度支承在上述传动轴上并与其同步转动的旋转斜盘，用于通过设置在该旋转斜盘的前部和后部上的一对导瓦带动上述的活塞，其特征在于，上述活塞在其颈部按纵向相对的方式形成一对带有凹部的球形支座面，每个上述的导瓦具有一个滑动地接纳在每个上述球形支座面上的球形面和一个与上述球形面相对且与上述旋转斜盘滑动接触的端面，其特征还在于，上述的活塞的成对球形支座面构成一整体球形。
本发明的压缩机是单头旋转斜盘式的，因此，上述的惯性力W沿弯曲方向作用在活塞的颈部上，具体地说，在本发明的固定排量式的压缩机中，活塞的颈部容易受惯性力作用而弯曲，但是，本发明的压缩机的活塞具有一对构成一整个球形的球形支座面，结果，活塞的颈部可沿轴向缩短，故更难于被惯性力所弯曲。而且，具有一对构成整个球形的球形支座面的活塞由于颈部的轴向缩短而在整体上沿轴向长度方向上缩短，这就使其质量减小，这又使惯性力减小，所以活塞的颈部更难于弯曲。
这样，本发明的固定排量式单头旋转斜盘致冷压缩机可具有长的工作寿命。
本发明的压缩机的活塞有利地设置一个位于其头部以外的切口部位，这样，使活塞的质量减小，从而又使惯性力减小，活塞的颈部变得更加难以弯曲。而且，活塞的质量减小，可使压缩机的重量减轻，从而降低燃料消耗率。为上述目的切去的部分可以构成一个例如在活塞中形成的中空部分，这个中空部分可以是完全密封的，或者通过一个透孔等外部连通。
从下面结合附图对本发明的最佳实施例的说明中可以更充分地理解本发明，附图中图1是按本发明的一个实施例的压缩机的基本结构的纵剖视图；图2是按本发明的一个实施例的压缩机的主要部件的放大剖视图。
下面参看
本发明的固定排量式单头旋转斜盘致冷压缩机的实施例。
如图1所示，上述压缩机具有一个与气缸体1的前端相连接的前壳体2和一个由气缸体1和前壳体2形成的曲柄室2a。通过一种护圈(未示出)将吸气阀13、阀盘4、排气阀14和后壳体3固定在气缸体1的后端上。在后壳体3的中心区做出一个吸气室3a，而在后壳体3的外圆周区做出一个环形排气室3b。
吸气室3a通过管道与外部致冷管路的蒸发器EV相连接，该蒸发器EV通过管道经由膨胀阀V与冷凝器CO相连接，而且，冷凝器CO又通过管道与排气室3b相连接。
传动轴与通过轴承组2b和1b可转动地支承在前壳体2和气缸体1上。气缸体1具有5个平行于传动轴5的轴线的气缸孔1a，每个气缸孔1a内可往复移动地接纳一个单头活塞6。旋转斜盘7通过位于前壳体2与传动轴5之间的轴承组2c可转动地支承在传动轴5上并位于前壳体2的曲柄室2a内。每个活塞6通过一对导瓦8与旋转斜盘7相连接。
如图2所示，活塞6具有一对位于其缩颈部位6c上靠传动轴5一侧的沿纵向方向彼此相对的凹入的球形支座面6a、6b。
本发明的特征在于，上述的球形支座面6a、6b位于一个球心为0的整个的球形B内，而球心0位于旋转斜盘7的中心平面P内。而且，活塞6具有一个像切口一样的内部中空部分6d，还具有一个在气缸孔1a内受压缩的头部6e，而上述的中空部分6d在该头部6e以外的部位形成。
导瓦8具有一个可滑动地接纳在活塞6的每个球形支座面6a、6b内的球面8a和一个面对球面8a并与旋转斜盘7滑动地接触的端面8c。
如图1所示，阀盘4具有一个吸气口4a和一个排气口4b，用于分别形成从气缸孔1a至吸气室3a和排气室3b的连通。吸气口4a由吸气阀13根据活塞6的往复移动而打开/关闭，同理，排气口4b由排气阀14根据活塞6的往复移动而打开/关闭。
上述结构的压缩机与外部致冷管路的蒸发器EV、膨胀阀V和冷凝器CO一起装入车辆的空调系统内。当这种压缩机的传动轴5受发动机(未示出)驱动时，旋转斜盘7就会按固定的斜角同步地转动，从而通过导瓦8使每个活塞6在气缸孔1a内往复移动。结果在气缸孔1a与活塞6的头部6e之间形成一个压缩室。因此，当压缩室处于吸气冲程时，就从与致冷管路的蒸发器EV连接的吸气室3a将低压致冷气体抽入压缩室内，而当压缩室处于压缩冲程时，便从压缩室将高压致冷气体排入排气室3b中。与此同时，由致冷气体中含有的雾状润滑剂保持诸如活塞6的球形支座面6a与压缩机导瓦8的球形面8a之间的间隙的可滑动性。
在这种单头旋转斜盘式压缩机中，还存在一个如上所述的沿使活塞6的颈部6e弯曲的方向施加的惯性力W，尤其是，由于压缩机是固定排量式的，故活塞6的颈部6c容易受惯性力W所弯曲。但是，由于活塞6的一对球形支座面6a、6b形成一整体球形，故这种压缩机的活塞6的颈部6c沿轴线方向上较短，所以不大容易被惯性力W所弯曲。
而且，上述压缩机的活塞具有一个像切口的密封的中空部分6d，所以活塞6的质量较小，故上述的惯性力W也较小。因此，活塞的颈部6c更难于弯曲。
这样，上述压缩机便可具有长的工作寿命。而且，由于活塞6的质量小而减轻了压缩机的重量。这就可降低车辆的燃料消耗率。另外，活塞和导瓦作为通用部件可以与可变容量式压缩机共用，这种可变容量压缩中的旋转斜盘的倾斜角是可变化的，因为必须要求活塞的一对球形支座面构成一整个的球形，以便使活塞与导瓦之间保持固定的间隙(即使在旋转斜盘的倾斜角改变的情况下也是这样)。
虽然上面参考了为说明目的而选择的具体实施例说明了本发明，但是应当明白，熟悉本技术的人们可以在不背离本发明的基本原则和范围的情况下进行许多的改动。
权利要求
1．一种固定排量单头旋转斜盘致冷压缩机，包括一个具有在其内界定和形成的至少一个气缸孔、一个曲柄室、一个吸气室和一个排气室的壳体；至少一个容纳在所述气缸孔内并可往复移动的单头活塞；一个可转动地支承在所述壳体内并由外来驱动源驱动的传动轴；一个按固定的倾斜角支承在所述传动轴上并与其同步转动以便通过一对导瓦带动所述活塞的旋转斜盘，所述的一对导瓦设置在所述旋转斜盘的前部和后部；其中，所述活塞具有一对在其颈部按纵向对置的方式形成凹部的球形支座面；其中，每个上述的导瓦具有一个可滑动地容纳在每个所述球形支座面内的球形面和一个面对所述球形面并与所述旋转斜盘滑动接触的端面；和其中，所述活塞的成对球形支座面构成整个球形。
2．根据权利要求1的固定排量单头旋转斜盘致冷压缩机，其特征在于，所述活塞具有一个位于其头部以外的部位上的切口部。
3．根据权利要求2的固定排量单头旋转斜盘致冷压缩机，其特征在于，所述的切口是一个在所述活塞内形成的中空部。
全文摘要
一种固定排量单头旋转斜盘致冷压缩机,其每个活塞的颈部不易受弯曲方向施加在活塞颈部上的惯性力W而变形,因此,具有长的工作寿命。活塞6的成对的球形支座面6a、6b构成整个球形。
文档编号F04B27/08GK1283745SQ0012249
公开日2001年2月14日 申请日期2000年8月4日 优先权日1999年8月6日
发明者杉浦学, 岩间和明 申请人:株式会社丰田自动织机制作所