专利名称:变容量压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆空调器制冷循环回路的变容量压缩机。
在变容量压缩机中，壳体中形成有一汽缸孔，一个驱动轴被可旋转地支撑在壳体内。一个凸耳板与驱动轴连接以便转动，斜盘倾斜地支撑在驱动轴上。凸耳板与斜盘间有一连接机构。活塞装配在汽缸孔中作往复运动并与斜盘的外周啮合。
驱动轴被车发动机驱动旋转。驱动轴的旋转通过凸耳板和连接机构传递给斜盘，以使活塞往复运动并压缩制冷气体。斜盘的倾角在被连接机构引导时发生变化因此活塞的冲程和压缩机的排量发生变化。
背景技术：
公开号为2001-289159的日本专利申请披露了一种连接机构。如图9所示，连接机构包括一个连接销103和分别固定在斜盘101及凸耳板102的第一和第二托架104。如图9所示，连接销103在它的端部有第1和第2球形部分103a和103b，相对于驱动轴的旋转方向R分别向后和向前或向右和向左形成。第一和第二托架104在面向连接销103的端面上分别有第一和第二导向槽102a和102b。第一和第二导向槽102a和102b容纳并引导对应的球状部份103a和103b。
凸耳板102的旋转通过第一导向槽102a的内表面和第一球状部分103a的球状表面从凸耳板102传递到斜盘101。压缩应力通过活塞偏心地作用于斜盘101，其承载中心在图9中用箭头X指出。来自第二球状部分103b的压缩应力大部分被第二导向槽102b的内表面承受。通过第一和第二个球状部份103a、103b在各自相应的第一和第二导向槽的内表面102a、102b滑动，引导斜盘101变化其倾角。
这里，凸耳板102的旋转没有通过第二导向槽102b传递给斜盘101，因为第二导向槽102b位于相对于第二个球状部分103b旋转方向R的前侧。并且，第二导向槽面对斜盘101的的内表面102b承受压缩应力但其它表面不承受。相应地第二托架104的壁部104a既不将凸耳板102的旋转传递给斜盘101也不把斜盘101的压缩应力X传递给凸耳板102。第二托架104的壁部104a的作用是，当第二球状部分103b与第二导向槽102b的内表面接触时，限制斜盘101在相对于凸耳板102的转动方向R的前面过度旋转。如果第二托架104的壁部104a被去除，斜盘101相对于凸耳板102的旋转方向实质上是前后摆动的。即，当斜盘101在旋转方向R上前后摆动时，第一球状部分103a反复地与第一导向槽102a的内表面剧烈地碰撞，变容量压缩机将产生异常的噪音和振动。
同时，当第二托架104的壁部104a存在时，因为壁部104a必须有一定的厚度，第一与第二球状部份103a、103b之间的间隔和第一与第二导向槽102a、102b之间的间隔必然会因壁部104的厚度而变窄。当第一与第二球状部份103a、103b之间的间隔和第一与第二导向槽102a、102b之间的间隔变窄时，凸耳板102对斜盘101的支撑由于偏心地施加在斜盘101径向外周的压缩应力X的作用而变得不稳定。偏心作用的压缩应力X在使斜盘101排量变化时倾斜的角度不同于其应倾斜的角度。由于斜盘101倾斜的偏差，第一和第二球状部份103a、103b和各自第一和第二导向槽102a、102b用不同于正常的方式接触，因而他们之间的滑动摩擦增大。因此，压缩机的控制能力恶化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压缩机，其具有一种连接机构，可防止在压缩机排量变化时，凸轮盘在旋转方向上前后摆动，及防止凸轮盘沿不同于其倾斜方向的方向倾斜。
根据本发明，一种压缩气体的变容量压缩机包括一壳体，该壳体具有一汽缸孔。一驱动轴可旋转地支撑于壳体内。一凸耳板与驱动轴相连接并与驱动轴一起旋转。一凸轮盘支撑于驱动轴并相对于驱动轴倾斜。一活塞装配在汽缸孔内往复运动并与凸轮盘啮合。凸耳板与凸轮盘间有一连接机构，将凸耳板的旋转传递给凸轮盘，从而使活塞往复运动，从而进行气体压缩。凸轮盘的倾斜角度在被连接机构引导时是变化的，以使活塞的冲程变化，从而使压缩机的排量变化。连接机构包括一第一传动部分，其将凸耳板的旋转传递给凸轮盘，和第二传动部份，其将凸轮盘的压缩应力传递给凸耳板。第一传动部分包括在凸耳板上的第一传动面和在凸轮盘上的第一接收面。第二传动部分包括凸轮盘上的第二传动面和凸耳板上的第二接收面。第一和第二传动部分沿驱动轴的旋转方向布置。连接机构还包括设置在第一和第二传动部分之间的运动限制器。该运动限制器包括凸耳板上的限制表面和凸轮盘上的被限制表面。运动限制器限制第一接收面沿驱动轴旋转方向移动离开第一传动面而使被限制表面与限制表面相接触。
本发明具有新颖性的特征特别是在附加的权利要求
书中指出。以下将参照附图和最优实施例对本发明的目的和优点进行说明以便于理解。
图1为本发明中具有连接机构的优选实施例的的变容量压缩机的纵剖面图。
图2为图1中的连接机构的顶视图。
图3为图2中的连接机构的侧视图。
图4为图3中连接机构在斜盘在其非最大倾斜角度时的部分放大图。
图5为本发明中的优选实施例的连接机构的顶视图。
图6为本发明中的另一优选实施例的连接机构的顶视图。
图7为本发明中的再一优选实施例的连接机构的顶视图。
图8为本发明中的再一优选实施例的连接机构的顶视图。
图9为背景技术中的连接机构的顶视图。
具体实施方式
以下将描述应用于车用空调器冷却循环系统的变容量压缩机的具体实施方式
。
图1为一种变容量压缩机10。在图1中，左边和右边分别对应于压缩机10的前部和后部。如图1所示，压缩机10的壳体包括一个气缸体11，一前部壳体12和一后部壳体14。前部壳体12固定于气缸体11的前端，后部壳体14通过一阀板装置13固定于气缸体11的后端。
在壳体中，由气缸体11和前部壳体12限定了一个曲柄腔15。驱动轴16由气缸体11和前部壳体12可旋转地支撑并延伸到曲柄腔15。车发动机E或一驱动源可操作地被连接到驱动轴16。驱动轴16从发动机E获得驱动能量围绕其自身的旋转轴T沿图1箭头R所示方向旋转。
一个盘形凸耳板17安装在曲柄腔15中的驱动轴16上并在那里可旋转。一斜盘18或凸轮盘被置于曲柄腔15内，其中间部分有一通孔18a。驱动轴16从通孔18a穿过。连接机构19设置在凸耳板17和斜盘18之间，并与凸耳板17和斜盘18相连接。凸耳板17与斜盘18之间的连接通过连接机构19，并受到穿过通孔18a的驱动轴16支撑，从而使斜盘18与凸耳板17和驱动轴16同步转动，并在沿着驱动轴16的轴线T滑动的同时，相对于驱动轴16倾斜。
气缸体11上有多个沿压缩机10纵向延伸的气缸孔27，其围绕驱动轴16的轴线T等角度地分布。图1只示出了一个气缸孔27。每个气缸孔27内装有一个沿纵向运动的单头活塞28。气缸孔27的开口分别被阀板装置13和活塞28的前端面封闭，从而在气缸孔27内限定了一个压缩腔29。压缩腔29随活塞28的纵向运动而变化容量。
活塞28通过一对滑靴30与斜盘18的外围啮合。斜盘18的转动通过滑靴30转化为活塞28的往复运动。在后部壳体14中，限定了一个吸入腔31和一个排放腔40。阀板装置13上有一个吸入口32和一个吸入阀33，它们位于压缩腔29和吸入腔31之间。阀板装置13上有一个排放口34和一个排放阀35，它们位于压缩腔29和排放腔40之间。
当活塞28从它的上死点移动到下死点时，吸入腔31中的制冷气体(二氧化碳)通过吸入口32和吸入阀33被吸入到压缩腔29。当活塞28从它的下死点移动到上死点时，被吸入到压缩腔29的制冷气体被压缩至一个预定的压力，然后通过排放口34和排放阀35被排放至排放腔40。
在压缩机10的壳体还设置有排放通道36、供给通道37和控制阀38。排放通道36将曲柄腔15和吸入腔31连接起来。供给通道37将排放腔40和曲柄腔15连接起来。控制阀38是一个电磁式控制阀，被安置在供给通道37上。
因此，通过由控制阀38调节其开口程度，从排放腔40经由供给通道37排放至曲柄腔15的高压排放气体量与经由排放通道36从曲柄腔15流入吸入腔31的气体量之间的平衡得到控制，而且确定了曲柄腔15的内部压力。随着曲柄腔15的内部压力的变化，曲柄腔15的内压和由于活塞28的运动而导致的压缩腔29的内压之间的压力差发生变化，并且斜盘18的倾角发生变化。其结果是，活塞28的冲程，也即是压缩机10的排量被调节。斜盘18的倾角是指在斜盘18和垂直于驱动轴16的轴线T的假想平面之间的角度。
随着曲柄腔15的内部压力的减小，斜盘18的倾斜角增加，活塞28的冲程也增加。因此，压缩机10的排量增加。另一方面，当曲柄腔15的内部压力增加时，斜盘18的倾角减小，活塞28的冲程减小。结果，压缩机10的排量减小。正如在图1所示的状态，凸耳板17通过接触限制斜盘18的倾斜角度的增加，此时斜盘位于最大倾角。
下面描述连接装置19。首先要介绍一下斜盘18中构成连接装置19的元件。正如图1-3显示的那样，支撑部分20从斜盘18的端面突向凸耳板17邻近对应于斜盘18的上死点的位置，下面称做TDC位置。TDC位置时活塞28位于上死点。通孔20a被加工成通过支撑部分20，并且在垂直于支撑部分20的凸出方向的方向上延伸。连接销21固定地安装在支撑部分20的通孔20a上。在连接销21上，第一端21a(在图2中右边的那一端)从支撑部分20突向图2中所见的旋转方向R的后侧或右侧，第二端21b(在图2中左边的那一端)从支撑部份20突向图2中所见的旋转方向R的前侧或左侧。
圆柱形滚柱22由连接销21的第二端21b支撑并转动。为了改进它的耐磨损性，当滚柱22由钢做成时，在滚柱22的外周表面22a表面上进行软氮化处理。或者，滚柱22由高硅铝材料做成。连接销21在其第一端21a上有一个球状部分23成。滚柱22与球形部分23被设置成使斜盘18的TDC位置位于沿旋转方向R介于这两者之间。
下面，将介绍凸耳板17上构成连接装置19的元件。第一凸轮部分24从凸耳板17的端面朝向斜盘18凸起，并且有一个引导球状部分23的槽。该槽有一个圆柱形内表面24a，其一部分被去除掉以容纳连接销21的球状部分23。如图3所示，内表面24a是倾斜的，以在内表面24a向驱动轴16接近时增加与凸耳板17间的距离。
如在图2所示，第二凸轮部分25从凸耳板17的端面凸出伸向斜盘18，其位于旋转方向R相对于第一凸轮部分24的前侧。第二凸轮部分25有一个用于引导滚柱22的凸轮表面25a。凸轮表面25a倾斜向凸耳板17，这样当凸轮表面25a接近于驱动轴16时，增大与凸耳板17间的距离。除了凸轮表面25a之外，第二凸轮部分25没有其它面向滚柱22的壁部。也就是说，第二凸轮部分25被做成这样一个形状使滚柱22敞开到旋转方向R的前侧和斜盘18的那一侧。
凸耳板17的转动通过第一凸轮部分24的内表面24a和球状部分23的球形表面23a(尤其是其端部区域23a-1)传递给斜盘18。压缩应力通过活塞28偏心地作用于斜盘18的径向外部，其载荷中心如图2中箭头X所示。压缩应力大部分通过滚柱22的外周表面22a由第二凸轮部分25的凸轮表面25a接收。
即，在优选实施例中，连接机构包括转动传动部分和压缩应力传递部分。前者包括凸耳板17上的第一凸轮部分24的槽状内表面24a和斜盘18上连接销21的球状部分23。后者包括连接销21的滚柱22和第二凸轮部分25的凸轮表面25a。
在压缩机10的排量增加时，斜盘18被引导以便球状部份23沿离开驱动轴16的方向滑过第一凸轮部份24的内表面24a，并且使得滚柱22沿离开驱动轴16的方向在第二凸轮部份25的凸轮表面25a上滚动。另一方面，在压缩机10的排量减少时，斜盘18被引导以便球状部份23沿接近驱动轴16的方向滑过第一凸轮部份24的内表面24a，并且使得滚柱22沿接近驱动轴16的方向在第二凸轮部份25的凸轮表面25a上滚动。用滚柱22作为连接机构19的元件使斜盘18的倾角顺滑地改变。
如图2和4所示，运动限制器41设置在连接机构19中的转动传动部分(第一凸轮部分24的内表面24a和球状部分23的球状表面23a)和压缩应力传递部分(滚柱22的外周表面22a和第二凸轮部分25的凸轮表面25a)之间。运动限制器41包括凸耳板17上的第二凸轮部分25和斜盘18上的支撑部分20。
即，第二凸轮部分25有一个限制表面43，是一个朝向轴16旋转方向的后侧的平面。支撑部分20有一个突出部分20b，其从靠近滚柱22的支撑部分20的上端向凸耳板17突出。突出部分20b有一个被限制表面44，是一个朝向转动方向R的前侧的平面。被限制表面44与限制表面43趋向接触。因此，即使当发动机E的力矩波动的时候，也能防止斜盘18相对于凸耳板17在转动方向R上前后转动或晃动。结果，压缩机10极大地防止了反常噪声和振动。
凸耳板17的限制表面43的延伸方向使突出部20b顺着斜盘18的倾斜移动。这里，限制表面43延伸的范围没有覆盖被限制表面44的整个移动的范围。即，当斜盘18的倾角为图1和3所示的最大值时，限制表面43和被限制表面44不彼此面对。
运动限制器41被构造成可以按照斜盘18的倾角变化在两种状态即限制状态和非限制状态之间改变，在限制状态下通过斜盘18相对于凸耳板17轻微地晃动(图4所示的状态)被限制表面44与限制表面43接触，在非限制状态下即便斜盘18相对于凸耳板17晃动(图3所示的状态)，被限制表面44与限制表面43也不接触。当斜盘18的倾角最大时，运动限制器41处于本实施例中的限制状态。当斜盘18的倾角不是最大时(当斜盘18的倾角为最小时也是)，运动限制器41处于非限制状态。
值得注意的是在压缩机10的排量非最大、尤其是压缩机10的排量为最小时斜盘18倾向于沿旋转方向R相对于凸耳板17前后晃动。因为压缩机10排量小时，作用于斜盘18的的压缩应力X小，斜盘18在小的压缩10应力作用下轻压在凸耳板17上。因此，即使在压缩机10排量为最大时，限制器41处于非限制状态，阻止斜盘18相对于凸耳板17晃动也是有利的。
根据上述结构的具体实施例，下列有利的效果被获得。
(1)运动限制器41被布置在能量传递部分(第一凸轮部分24的内表面24a和第二凸轮部分25的球状表面23a)和压缩应力传递部分(滚柱22的外周表面22a和第二凸轮部分25的凸轮表面25a)之间，防止了斜盘18的晃动。因此，能量传递部分和压缩应力传递部分之间的间隔容易做得更宽而不受运动限制器41的布置的影响。所以，斜盘18通过偏心地作用在斜盘18径向外部上的压缩应力X被稳定地支撑在凸耳板17上。结果，斜盘18被稳定地支撑防止了当容量变化时斜盘18沿着与其倾斜方向不同的方向倾斜，即便当压缩应力X偏心地作用于斜盘18。
运动限制器41为防止斜盘18晃动而提供。因而，与日本未审查专利申请公开号2001-289159所披露的技术相比较，限制表面43和被限制表面44可自由地在形状，、大小和位置上被设计，而所述公开文件中，有一部分压缩应力传递部分(图9中的第二托架104，更具体地是壁部104a)被用来防止斜盘18的晃动。因而，运动限制器41对防止斜盘18的晃动更有效。
(2)运动限制器41被构造成按照斜盘18的倾角变化在两种状态限制状态和之非限制状态之间改变，在限制状态下，通过斜盘18的轻微晃动，被限制表面44与限制表面43接触，在非限制状态下，即便斜盘18晃动，被限制表面44与限制表面43也不接触。因而，在组装压缩机10中，斜盘18上连接机构19的元件(具体地是球状部分23)和凸耳板17上连接机构19的元件(具体地是第一凸轮部分24)容易地互相配合，因为运动限制器41处于非限制状态。即，运动限制器41的结构有利于组装。
在运动限制器41被构造成即使以任何斜盘18倾角都不处于非限制状态的情况时(这种情况不排除在本发明的范围之外)，在组装压缩机10过程中，需要将球状部分23插入第一凸轮部分24，限制表面43沿旋转方向R面对被限制表面44。因而，将斜盘18连接到凸耳板17的工作是一个被限制和麻烦的过程。在本发明的最优实施例中，在斜盘18处于最大倾角的状态下将球状部分23插入第一凸轮部分24。然后，斜盘18的倾角从它的最大值被改变，从而限制表面43沿旋转方向R面对被限制表面44。所以，连接斜盘18到凸耳板17的工作变得容易。
(3)运动限制器41被设计成在斜盘18最小倾角时处于限制状态，斜盘18在最小倾角时最易晃动。因此，能更有效地防止斜盘18晃动。
(4)运动限制器41被设计成在斜盘18最大倾角时处于非限制状态，斜盘18在最大倾角时最不易晃动。因而，运动限制器41既能防止斜盘18晃动又有利于把斜盘18上的元件连接到凸耳板17上的元件。
(5)限制表面43和被限制表面44是平面。这些平面容易加工并控制其尺寸。因而，斜盘18更加有效地防止晃动。
(6)突出部分20b从支撑滚柱22的支撑部分20伸出，被限制表面44形成于突出部分20b。因而，与从斜盘18上直接附加一个突出部伸向凸耳板17而形成被限制面44的方法相比，运动限制器41可被做的更小。
限制表面43形成在具有凸轮表面25a的第二凸轮部分25上。因此，与从凸耳板17向斜盘18直接突伸一个附加突起而形成限制表面43的情况相比，运动限制器41在结构上更简单。
以下的优选实施例根据本发明也是切实可行的。
如图5中所示，将球形部分23从连接销21中去除，以及将槽形(内表面24a)从连接机构19中的第一凸轮部分24去除。第一凸轮部分24有一面向旋转方向R后侧的支撑部分20的侧表面24c，支撑部分20有一朝向旋转方向R前侧的第一凸轮部分24的侧表面20c。侧表面24c与侧表面20c接触把凸耳板17的转动传递给斜盘18。因此，连接机构19的结构更简单，并且压缩机10的成本被降低。
如图6所示，图5所示的实施例变化了，在支撑部分20上形成一凹槽20d以减轻重量。因此，斜盘18和压缩机10的重量被降低。
如图7所示，球形部分23的外径比连接机构19上的连接销21的外径(通孔20a的内径)更小。因此，在被采用的组装工序中，通过球形部分23形成连接销21后，通过将球形部分23a插入通孔20a而将连接销21装入通孔20a。因此，事先准备好带有球形部分23的连接销21，以及将滚柱22安装在连接销21上，使得压缩机10装配容易。
本发明可以用于有与日本专利2001-289159披露的相似的连接机构的压缩机。即，连接机构19由形成在凸耳板17和斜盘18中之一上的一对球形部分以及形成在凸耳板17和斜盘18中另一个上的一对导向槽构成。
如图8所示，支撑部分20(包括连接销21、球形部分23和滚柱22)在凸耳板17上形成，第1和2凸轮部分24和25在斜盘18上形成。
本发明适用于一种摆动型变容式压缩机。
目前的例子和实施例将被认为是说明性的而不受限制的，并且发明将不局限于此中给出的细节，但是可能在附加权利要求
的范围内修改。
权利要求
1.一种压缩气体的变容量压缩机，包括一个有气缸孔的壳体；一个可旋转地支撑于壳体的驱动轴；一个与驱动轴相连接并与驱动轴一同旋转的凸耳板；一个支撑在驱动轴上并相对于驱动轴倾斜的凸轮盘；一个装配在气缸孔中可往复运动的活塞，活塞与凸轮盘啮合；一个设置在凸耳板和凸轮盘之间的连接机构，用于将凸耳板的转动传递给凸轮盘以使活塞往复运动，从而进行气体的压缩，凸轮盘的倾角在被连接机构引导时可以变化，以改变活塞的冲程，从而使压缩机的排量变化，连接机构包括一个将凸耳板的转动传递给凸轮盘的第一传动部分，该第一传动部分包括凸耳板上的第一传动表面和凸轮盘上的第一接收表面；一个将压缩应力从凸轮盘传递给凸耳板的第二传动部分，该第二传动部分包括凸轮盘上的第二传动表面和凸耳板上的第二接收表面，第一和第二传动部分沿驱动轴的旋转方向布置，和一个设置在第一传动部分和第二传动部分之间的运动限制器，运动限制器包括凸耳板上的限制表面和凸轮盘上的被限制表面，其中运动限制器通过使被限制表面与限制表面相接触的方式限制第一接收表面沿驱动轴的旋转方向移动离开第一传动表面。
2.根据权利要求
1记载的变容量压缩机，其特征是，运动限制器根据凸轮盘倾斜角度的变化，在限制状态和非限制状态之间变化，在限制状态下被限制表面与限制表面接触，在非限制状态下被限制表面与限制表面不接触。
3.根据权利要求
2记载的变容量压缩机，其特征在于，运动限制器至少在凸轮盘倾斜角度为最小时处于限制状态。
4.根据权利要求
2所述的变容量压缩机，其特征在于，运动限制器在凸轮盘倾斜角度为最大时处于非限制状态。
5.根据权利要求
1所述的变容量压缩机，其特征在于，限制表面和被限制表面为平面。
6.根据权利要求
1所述的变容量压缩机，其特征在于，连接机构包括一个从凸轮盘向凸耳板突出的支撑部分，一个滚柱可转动地被该支撑部分支撑，该滚柱的外周表面为第二传动表面，还有一个从支撑部分向凸耳板伸出的突出部，其形成被限制表面。
7.根据权利要求
6所述的变容量压缩机，其特征在于，连接机构包括一个从凸耳板向凸轮盘突出的第一凸轮部分，以形成第一传动表面，其中支撑部分有一个孔和一个紧配合于孔中的销，该销在其末端包括形成第一接收表面的球形部分。
8.根据权利要求
7所述的变容量压缩机，其特征在于，球形部分的外径小于支撑部分的孔的内径。
9.根据权利要求
6所述的变容量压缩机，其特征在于，连接机构包括一个从凸耳板向凸轮盘突出的第一凸轮部分，该凸轮部分有一个侧面为第一传动表面，支撑部分有一个侧面为第一接收表面。
10.根据权利要求
9所述的变容量压缩机，其特征在于，支撑部分上有一个凹槽。
11.根据权利要求
6所述的变容量压缩机，其特征在于，连接机构包括一个从凸耳板向凸轮盘突起伸出的第二凸轮部分，以形成限制表面和第二接收表面。
12.根据权利要求
1所述的变容量压缩机，其特征在于，连接机构包括一个从凸耳板向凸轮盘突出的支撑部分，一个滚柱可转动地被该支撑部分支撑，该滚柱的外周表面为第二接收表面，还有一个从支撑部分向凸轮盘突出的突起，以形成限制表面。
专利摘要
本发明涉及一种变容量压缩机，变容量压缩机的凸耳板和凸轮盘之间有一连接机构，其包括将凸耳板的转动传递给凸轮盘的第一传动部分和将压缩应力从凸轮盘传递给凸耳板的第二传动机构，第一、第二传动机构沿驱动轴的旋转方向布置。第一传动部分包括第一传动表面和第一接收表面。连接机构还包括一个位于第一和第二传动部分之间的运动限制器。该运动限制器包括一个位于凸耳板上的限制表面和一个位于凸轮盘的被限制表面，并通过使被限制表面与限制表面相接触的方式限制第一接收表面在驱动轴的旋转方向上与第一传动面偏离。
文档编号F04B27/10GKCN1661233SQ200510056576
公开日2005年8月31日 申请日期2005年2月23日
发明者太田雅树, 兼重雄二, 奥田元章, 今井崇行 申请人:株式会社丰田自动织机导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan