专利名称：用于往复活塞式压缩机的机体结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆空调系统的往复活塞式压缩机，尤其是涉及一种压缩机的机体结构。
有两种典型的往复活塞式压缩机。前一种类型用活塞的一端部或一头部压缩汽缸筒中冷却气体，而后一种类型用活塞的两端或两头压缩气体。
采用双头往复活塞的压缩机具有一对相互之间由一组螺栓联接而成的汽缸体。许多汽缸形成在每一汽缸体上，它们之间具有预定空间并位于同一直线位置。一双头往复活塞位于每对成一直线的汽缸中。旋转斜盘安装在两缸体之间的转轴上以使活塞作往复运动，一对止推轴承可使旋转斜盘相对于汽缸体旋转。
这种先有技术的压缩机，当拧紧螺栓固定两气缸体时，轴承座圈会发生变形，轴承座圈的变形可消除两汽缸体、旋转斜盘和止推轴承沿轴向的尺寸偏差。
然而，由于轴承座圈支承旋转体，如滚珠或滚子，故座圈的变形对旋转体的平稳旋转即轴承的平稳旋转具有不良影响。较大变形将影响轴承的平稳旋转并引起功耗增大。因而，在传统的压缩机中，轴承座圈大的变形会导致旋转斜盘过低的支撑刚性，运转阶段的振动和噪声。压缩机中振动与噪声的产生会引起车辆其它部件的共振而产生更大的噪声。
先有技术中为了克服这一缺陷，选用了各种具有不同轴向尺寸的旋转斜盘，汽缸体和止推轴承，相互之间装配起来以补偿各元件之间的尺寸偏差。然而，这种压缩机装配复杂而引起制造成本增加。
本发明的目的是，提供一种往复活塞式压缩机，可消除尺寸偏差而降低振动和噪声，同时具有简易结构以降低制造成本。
实质上，本发明中的压缩机具有一对由一组螺栓固联一起的壳体。活塞可在至少形成于一壳体上的汽缸中作往复运动，凸轮盘安装在壳体支承的旋转轴上以使活塞作往复运动。凸轮盘由壳体定位于一对止推轴承之间，每一壳体具有相对于另一壳体的临接面，且一元件夹于壳体临接面之间随其变形而消除壳体、凸轮盘和止推轴承的尺寸偏差。
另外，当联接壳体拧紧螺栓时，位于临接面之间的元件会发生变形，这确保了壳体、凸轮盘和止推轴承尺寸偏差的消除。
具有新颖性的本发明的特点在附后的权利要求中已特别陈述。本发明及其目的和优点，可参阅下述择优实施例及附图加以理解，其中
图1为一剖视图，表示本发明的一往复活塞式压缩机；图2为图1所示压缩机的局部放大剖视图；图3为图1所示压缩机中一弹性元件的平面图；图4为实验得出的图表，以比较先有技术压缩机与本发明压缩机的噪声大小；图5表示螺栓变形与应力之间的关系；图6为一改型压缩机的局部放大剖视图7为表示另一改型压缩机的局部放大剖视图。
现参阅图1-5来描述本发明的第一实施例。
如图1所示，一对缸体11的两端面通过嵌入其中的密封圈12互相联接，前壳体13通过位于其间的阀板14联于缸体11的前端面，后壳体15通过位于其间的另一阀板14联于缸体11的后端面。一组螺栓16穿过前壳体13、汽缸体11和阀板14并拧进螺孔17，螺栓16把前壳体13与后壳体15固定于连接缸体11的端面。前壳体13与前端缸体11的结合形成为前机体，后壳体15与后端缸体11的结合形成后机体。
转轴18由位于前壳体13与汽缸体11中部的径向轴承19支承，密封装置20位于转轴与前壳体13之间，转轴18由原动机驱动，如引擎(图中未示出)。一组有序排列的汽缸筒21平行于转轴18形成于汽缸体11之间，往复运动的双头活塞22位于每个汽缸筒21中。
旋转斜盘腔室23限制在相连缸体11之间。凸轮盘或称之为旋转斜盘24固定在位于腔室23部分的转轴18上，旋转斜盘24的外表面通过半球挡块25联于每个活塞22的中部，当转轴18转动时，旋转斜盘24可使活塞22作往复运动。旋转斜盘24与缸体11内壁之间安装有一对止推轴承26，旋转斜盘24由止推轴26定位于两缸体11之间，两缸体11的连接部分位于两止推轴承26之间。
环状吸入腔室27位于前、后壳体13和15的靠内部分，吸入腔室27过吸口与外部冷却系统(未示出)相连。环状排出腔室28位于前、后壳体13和15的靠外部分。排出消音器29位于过两缸体11连接段的外表部分。当由排出腔室28排进外部冷却系统时，高压冷却气体脉冲被排出消音器29抑制。每个阀板14上具有吸入阀机构30，它使吸入腔室27中的冷却气体流进气缸21组成的压缩腔内。每个阀板14上具有排出阀机构31，它可使压缩腔里的压缩气体流进排出腔室28。一组气路32穿过缸体11与阀板14，把两吸入腔27与板腔23连通，由气缸21渗漏到板腔23中的冷却气体通过气路32返回到吸入腔27，以抑制板腔23中压力升高。
如图1至3所示，连接缸体11之间具有弹性元件33，它由弹性金属材料制成。弹性元件33具有沿缸体11临接面延伸的主环部分33a和沿管路29临接面的附助部分33b。弹性轨条34沿33a与33b两部分的全长凸出。
本压缩机装配期间，拧紧螺栓16，使缸体11互相紧固，并使旋转斜盘24由止推轴承26定位于缸体11之间，同时使元件33变形而变平。元件33的变形可消除缸体11、旋转斜盘24与止推轴承26的轴向尺寸偏差。同时，给旋转斜盘24一压载，此压载可使盘24紧定于缸体11之间，从而防止了振动与噪声的产生。此外，元件33所处位置，位于止推轴承26之间的一假想平面，它同样可消除两止推轴承26的尺寸偏差，这更进一步的确保了缸体11之间尺寸偏差的消除。而且确保了旋转斜盘附近区域尺寸偏差的消除。
此外，由元件33引起的尺寸偏差的消除，防止了止推轴承26座圈的变形，因而，旋转斜盘24相对于止推轴承26的转动阻力减小，改善了轴承26的耐用性。
这里进行了比较本实施例压缩机与传统压缩机产生噪声的实验，结果如图4所示。两压缩机在同等条件下进行，噪声从距每个压缩机1m的位置上测量，结果表明，与先前技术压缩机相比，本实施例压缩机的噪声减小了7分贝。
本发明中，采用弹性元件33夹于缸体11临接面之间这一简单构造充分消除了尺寸偏差，因而，无需选用结构多变的旋转斜盘24、汽缸体11和止推轴承26，无需具有不同的轴向尺寸，无需在装配期间补偿每个零部件之间的尺寸偏差，从而减少了装配时间，降低了制造成本。
图1所示压缩机中所用螺栓16的尺寸形成为当缸体11达到预定预紧状态时，螺栓16为塑性变形。每个螺栓16拧紧到预定的预紧状态时，由作用于螺栓16上的扭矩所引起的塑性变形，可消除所产生的残余预紧力。参看图5所示图表，双点划线表示当扭矩作用于螺栓16上时，应力与变形之间的变化关系；实线表示拉力作用于螺栓16上时，应力与变形之间的变化关系。
当拧紧螺栓16，由止推轴承26把旋转斜盘24固定于缸体11之间时，所产生的应力和扭转变形以及应力和拉伸变形之间的变化规律如图5所示两特性曲线。拉伸变形至屈服点Y1以及扭转变形至屈服点Y2，螺栓16为弹性变形。在此弹性变形阶段，应力与变形成一定比例。当应力增至屈服点Y1、Y2时，对应于变形的应力变化在螺栓16中变为微小的塑性变形。
本发明中，尺寸偏差被弹性元件33的变形消除后，而且扭应力增至其相对于变形变化平直的塑性变形区域P1时，将完成螺栓16的预紧。预紧结束后，扭转方向的力作用将被终止，此状态时，拉伸处于变形区域P2。因而压缩机紧紧的装配在一起且具有作用于螺栓16上的适当预紧力，并保持在具有足够强度的状态。
因此，防止了螺栓16预紧时，大量载荷沿轴向施加于止推轴承26上而引起的止推轴承26的功耗增大和寿命降低。此外，防止了螺栓16非充分预紧和螺栓16上螺纹与相应螺纹孔17之间非充分配合所引起的振动与噪声的产生。
上述一改型实施例如图6所示，两轨条34自弹性元件33的外表凸起。本改型中，当螺栓16预紧时，两轨条34可引起元件33充分地变形，因而更进一步地确保了缸体11、旋转斜盘24和止推轴承26轴向尺寸偏差的消除。
尽管本发明仅叙述了两种实施例，但很明显，对专业人员来讲，不出本发明范围、本发明可实施于其它许多种特殊形式中。尤其是应了解本发明可改型如下(a)每个螺栓16上一段的尺寸可减至能使该尺寸缩减段产生塑性变形；(b)可采用具有自其表面凸起的两个以上弹性轨条的元件作为弹性元件33；(c)如图7所示，如橡胶之类的弹性材料涂层可用于弹性元件33上，以增强元件33的密封作用。这种情况下，可省去密封缸体11连接部分的密封圈12；(d)本发明可适用于单头往复活塞式压缩机中。
因此，本实施例与样品只看作为例证性的，而非限制性的，且本发明没有局限在此处所给的陈述中，但可在附后的权利要求范围内给以改型。
权利要求
1.一种往复活塞式压缩机，具有由一组螺栓16联接而成的一对机体(11、13、15)；至少形成于一机体上的汽缸筒(21)；在汽缸筒(21)中作往复运动的活塞(22)；安装于由机体(11、13、15)支承的转轴(18)上的凸轮盘(24)，该凸轮盘(18)由上述机体定位于一对止推轴承之间，该压缩机其特征在于每一机体具有对应于另一机体的临接面；第一元件(33)夹于上述临接面之间，由于其变形，故可消除机体(11、13、15)、凸轮盘(24)和止推轴承(26)的尺寸偏差。
2.如权利要求1的压缩机，其第一元件(33)制成环状且具有形成于整个周向上的凸出轨条(34)。
3.如权利要求1的压缩机，其第一元件(33)制成环状且具有形成于整个周向上的一对平行的凸出轨条(34)。
4.如权利要求1-3中任意一项记载的压缩机，其第一元件(33)上涂有一种弹性材料涂层。
5.如权利要求1-3中任意一项记载的压缩机，其止推轴承(26)位于凸轮盘(24)的两边，每一临接面位于该对止推轴承(26)之间的一假想平面上。
6.如权利要求1-3中任意一项记载的压缩机，当施加于螺栓(16)上的预紧力超过预定值时，每个螺栓(16)对应于作用其上的扭矩产生塑性变形，对应于作用其上的拉力产生弹性变形。
7.如权利要求1-3中任意一项记载的压缩机，还包括位于每个机体(11、13、15)中的排出腔(28)含有气缸筒(21)中压缩后的冷却气体；经过机体(11、13、15)临接面而形成在机体上的排出消音器(29)，在传送排出腔(28)内冷却气体之前，可抑制压缩冷却气体脉冲；所述排出消音器(29)具有和机体(11、13、15)的临接面相接的附助临接面，且，第二元件(34)夹于排出消音器(29)的附助临接面之间，并与第一元件(33)相连。
8.如权利要求7的压缩机，其第一元件(33)和第二元件(34)具有弹性材料涂层表面。
9.如权利要求1的压缩机，还包括位于临接面处靠近第一元件(33)外方的密封圈(12)，它用来密封该机体内部。
10.如权利要求1-3中任意一项记载的压缩机，其活塞(22)的每端具有一头部，在该对机体(11、13、15)中构成汽缸(21)以装入该活塞(22)。
全文摘要
所陈述的压缩机具有一对由一组螺栓联接而成的机体，活塞位于机体上的气缸中作往复运动，凸轮盘安装于由机体支承的转轴上以使活塞作往复运动，凸轮盘由机体定位于一对止推轴承之间。机体包括相互匹配的临接面，且一元件夹于机体临接面之间，以其变形来消除机体、凸轮盘和止推轴承的尺寸偏差。
文档编号F04B27/08GK1138143SQ96103730
公开日1996年12月18日 申请日期1996年3月22日 优先权日1995年3月23日
发明者池田勇人, 道行庅美, 川村尚登, 樽谷知二 申请人:株式会社丰田自动织机制作所