CN101275546A - 活塞式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活塞式压缩机，例如，斜盘式或摇动斜盘式压缩机(51、121)。更接近壳体(53、123)的底部(53a、123b)的壳体(53、123)的内周边表面(53b、123a)的该部分具有直径大于壳体(53、123)的内周边表面(53b、123a)的直径的部分(111、173)。阶梯部(111b、173b)形成于大直径部分(111、173)和壳体(53、123)的内周边表面(53b、123a)之间，从而有效地润滑通过壳体的底部的驱动轴上的轴密封单元。

Description

活塞式压缩机

技术领域

本发明涉及一种能够充分地润滑轴密封单元的活塞式压缩机，例如，斜盘式或摇动斜盘式压缩机(rocking swash plate-type compressor)。

背景技术

关于这种类型的压缩机，已知的是在日本未审查的专利公开出版物第2005-171851号中所公开的斜盘式压缩机。如图12所示，斜盘式压缩机11具有有底圆筒的形状的壳体13，其中驱动轴17通过轴承15用轴颈连接到所述壳体上。另外，壳体13和驱动轴17之间的配合部分具有用于气密性地密封两个部件的轴密封单元19。驱动轴17具有可倾斜的旋转斜盘21。另一方面，壳体13的开口具有气缸体23。气缸体23形成有以彼此沿周边间隔开的关系形成的多个气缸孔(cylinder bore)25。活塞27在每个气缸孔25中往复插入。一对基本呈球形的蹄片(shoe)29可摆动地安装在每个活塞27上，并通过旋转斜盘21的外周边部分沿周边可滑动地接合。随着通过驱动轴17使旋转斜盘21旋转，每个活塞27都通过接合在旋转斜盘21的外周边部分上的蹄片29在相应的气缸孔25中往复运动。另外，用于润滑滑动部分的润滑油供给到壳体13中。此润滑油在壳体13中通过旋转斜盘21的旋转等被搅动。

如图13所示，壳体13的底面13a的外周边部分形成有一对凹部31，其中在所述对凹部之间形成油导向壁33。另外，凹部31连接到形成于其上的引油沟槽35。引油沟槽35与和轴密封单元19连通的导孔37连接。在壳体13中被旋转搅动的润滑油利用油导向壁33的阻力被凹部31捕获并通过引油沟槽35供给到轴密封单元19。

然而，通过驱动轴17搅动的润滑油的涡旋力强到使得润滑油不可能只通过形成于凹部31之间的油导向壁33的阻力充分地捕获到。当需要大量的润滑油时，尤其在轴密封单元19的高速旋转时这种趋势特别高。另外，壳体13中的油不总是在形成有凹部31的壳体13的底部上涡旋，而经常是在远离底部而接近旋转斜盘21的部分中涡旋，因此油可能朝向旋转斜盘21流出。这有时导致供给不充分量的润滑油。

在日本未审查的专利公开出版物第9-242667号中所公开的斜盘式压缩机中，如图14所示，一对槽沟(gutter)43沿内周边壁13b从壳体13中的底部13a形成，而底部13a在每个槽沟43的附邻具有凹部45，并且与引油沟槽47和对应其的引油孔49连接。在壳体13中涡旋的润滑油被槽沟43捕获并引导到凹部45，并且通过引油沟槽47和引油孔49供给到轴密封单元。壳体13中的润滑油剧烈地涡旋，尤其是在高速旋转时更是如此。因此，实际上产生的问题是强力地冲击槽沟43的润滑油分散，从而使润滑油很难捕获并将润滑油引导到引油沟槽。

发明内容

本发明的目的是解决此问题，并提供一种能够有效地润滑布置在通过外壳的底部形成的驱动轴上的轴密封单元的活塞式压缩机。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种活塞式压缩机，其中具有比壳体的内周边表面的直径大的直径的大直径部分形成于接近壳体的底部的内周边表面的一部分上，以及阶梯部形成于大直径部分和壳体的内周边表面之间。

由于此结构，涡旋的润滑油可以被容纳在阶梯部中，并且可防止润滑油流出壳体的底部或朝向气缸体偏离。依此方式，在底部上可以充分地保障润滑油，使得可以有效地润滑前侧的轴密封单元和轴承。

根据本发明的第二方面，提供了一种活塞式压缩机，其中大直径部分形成为环形，因此，沿大直径部分的沟槽底面旋转保持润滑油，从而可防止润滑油分散并有效地将润滑油供给到壳体底部。

根据本发明的第三方面，提供了一种活塞式压缩机，其中壳体的内周边表面具有直径从底部朝向开口逐渐增加的释放斜面(relief slope)。因此，由阶梯部阻挡并保持在壳体中涡旋并试图朝开口移动的润滑油，并且油可以被充分地供给到前侧的轴密封单元和轴承。

根据本发明的第四方面，提供了一种活塞式压缩机，其中沿壳体的轴线延伸的槽沟形突起形成于比阶梯部更接近壳体的开口的壳体的内周边表面(183a)的一部分上。因此，一方面，通过阶梯部将油供给到轴密封单元以及径向轴承，而另一方面，通过槽沟形突起将油供给到曲轴箱中的滑动部分，从而使得可以将充足量的油供给到两个部件。

根据本发明的第五方面，提供了一种活塞式压缩机，其中驱动轴的轴为水平。

从结合附图在下面阐述的对本发明的优选实施例的说明可以更充分地理解本发明。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的以100％容量操作的斜盘式压缩机的纵截面视图；

图2是显示在图1中的以最小容量操作的斜盘式压缩机的纵截面视图；

图3是沿显示在图1中的斜盘式压缩机的壳体的线X-X剖开的剖视图；

图4是显示普通斜盘式压缩机中的润滑油的流动的纵截面视图；

图5是显示图1中所示的斜盘式压缩机中的润滑油的流动的纵截面视图；

图6是显示图3中所示的壳体中的润滑油的流动的剖视图；

图7是根据本发明的第二实施例的以100％容量操作的摇动斜盘式压缩机的纵截面视图；

图8是根据本发明的第三实施例的以100％容量操作的摇动斜盘式压缩机的纵截面视图；

图9是沿显示在图8中的摇动斜盘式压缩机的壳体的线Y-Y剖开的剖视图；

图10是在垂直于普通摇动斜盘式压缩机的轴线的方向上剖开的剖视图的视图；

图11是显示摇动斜盘式压缩机的供油效果的图表；

图12是显示普通摇动斜盘式压缩机的纵截面视图；

图13是沿显示在图12中的斜盘式压缩机的壳体的线Z-Z剖开的剖视图；以及

图14是普通斜盘式压缩机的壳体的底部的视图。

具体实施方式

下面将参照图1到图11详细说明根据本发明实施例的斜盘式压缩机和摇动斜盘式压缩机。

图1显示了以最大排出量(100％容量)操作时的根据第一实施例的斜盘式压缩机，而图2显示以最小排出量(0％容量)操作的图1的压缩机。

在这些图中，参考符号51表示具有底圆筒形状的前壳体53的斜盘式压缩机。有底圆筒形状的前壳体53的开口具有封闭开口的气缸体55，气缸体55具有后壳体57。径向轴承59、61分别布置在前壳体53的底壁53a的中心部分处以及气缸体55的中心部分处。轴63用轴颈连接在径向轴承59和61之间。另外，轴密封室65在径向轴承59前面的前壳体53的底壁53a的一侧布置在轴63与底壁53a之间。轴密封室65内具有通过开口簧环67固定的轴密封件69。轴密封件69适于与轴密封室65的内周边壁65a和轴63的外周边表面滑动接触，使得前壳体63中的旋转斜盘室71与外部隔离，因此保持密闭。

固定在轴63上的盘形凸出板73布置在前壳体53的底壁53a上。在凸出板73和底壁53a之间插入推力轴承63，以接收由于活塞式压缩机的反力造成的轴向载荷。

旋转斜盘77绕轴63的轴向可旋转地布置在轴63的凸出板73和气缸体55之间。旋转斜盘77和凸出板73通过布置在凸出板73上的连杆机构79以及布置在旋转斜盘77上的销81彼此倾斜连接，使得凸出板73的转动力传递到旋转斜盘77。

气缸体55形成有在周边方向彼此等距间隔开的气缸孔83。气缸孔83平行于轴63的轴线布置，且每个所述气缸孔都具有往复插入该气缸孔中的活塞85。

活塞85具有与保持可沿周边方向滑动的旋转斜盘77的外周边部分的一对蹄片89啮合的球形轴承87。

在气缸体55和后壳体57之间设置了阀板91，在阀板91和气缸体55之间设置了吸入阀93以便密封吸入口。

吸入室95和排出室97形成于后壳体57内。在排出室97中，排出阀99和挡板101布置在接近后壳体57的阀板99的侧面上，用于限制排出阀99的阀升高量的挡板101用螺栓或类似工具紧固到阀板91上。

后壳体57具有控制阀103，所述控制阀通过将控制气体引入旋转斜盘室71调节旋转斜盘的倾斜角度，从而设定排出量。顺便提及，尽管没有显示，但用于由控制阀103将控制气体引入旋转斜盘室71的路径形成于气缸体55、后壳体57和阀板91中。

图1显示了以最大容量操作的状态，其中旋转斜盘77通过与凸出板73接触被限制运动。另一方面，图2显示了以最小容量操作的状态，其中通过连杆机构79和销81连接的旋转斜盘77基本垂直于轴63定位以最小化活塞行程。

随着轴63通过外部驱动力(例如，车辆发动机)旋转，固定到轴63上的凸出板73旋转，从而使通过销81和连杆机构79连接的旋转斜盘77旋转。旋转斜盘77的外周边部分由蹄片89沿周边可滑动地保持，蹄片89进而可摆动地接合活塞85的球形轴承。结果，旋转斜盘77的旋转摆动运动转换为活塞85的往复运动，使得流体被排出并吸入气缸。

在此斜盘式压缩机中，与底壁部分53a接触的前壳体53的内周边表面53b(具有内半径R1)的一部分形成有环形通道111，环形通道111具有大于内周边表面53b的内半径R1的内半径R2。阶梯部111b形成于通道111的内周边表面111a和前壳体53的内周边表面53b之间。

如图3所示，前壳体53的底壁53a形成有三个凹部113。凹部113形成于底壁53a的上半部分上，且每个所述凹部都形成并与引油沟槽115连接。每个引油沟槽115都通过排油路径117与轴密封室65连通，使得润滑油供给到轴密封室69。顺便提及，凹部113的数量不局限于三个，且也可以应用不是图3所示的其它形状。

如上所述，与底壁部分53a接触的斜盘式压缩机51的前壳体53的内周边表面53b(内半径R1)的一部分形成有环形通道11，环形通道11具有大于内半径R1的内半径R2。阶梯部111b形成于通道111的内周边表面111a和前壳体53的内周边表面53b之间。

如图4所示，与其中涡旋的油D可以从底壁部分53a流出或朝向气缸体55偏离的现有技术不同，根据此实施例的斜盘式压缩机51如图5所示使得在前壳体53的底壁部分53a上涡旋的油C包含在通道111中，并防止所述油流向气缸体55。结果，保持的充分量的油可以通过底壁部分53a上的凹部113来保障。

另外，流到底部的在前壳体53的内周边表面53b上涡旋的该部分油可以通过阶梯部111b捕获并容纳。结果，可以始终稳定地保障由底壁部分53a附近的涡旋部分处的凹部113捕获充分量的油。

此外，如图6所示，冲击通道111的阶梯部的涡旋油的涡旋力降低并扰乱所述涡旋油，因此可以通过凹部113捕获的油E的量增加。

图7显示了根据本发明的第二实施例的以最大排出量(100％容量)运动的摇动斜盘式压缩机121。

在这些图中，摇动斜盘式压缩机121具有有底圆筒形状的前壳体123。

在图1所示的摇动斜盘式压缩机51中，前壳体53的内周边表面53b被用作使活塞85的旋转停止的滑动表面，因此所述内周边表面光滑并具有相同的轴径。这种结构在根据此实施例的摇动斜盘式压缩机121中并不需要，因此，内周边表面123a通常保留为形成具有从底部朝向开口逐渐增加的直径的锥形释放斜面的铸铁表面。

有底圆筒的形状的前壳体123的开口具有以封闭开口的方式形成的气缸体125，并且气缸体125具有后壳体127。

前轴129通过径向轴承123用轴颈连接在前壳体123的底壁123b的中心部分处。接近气缸体125的径向轴承131的一部分形成有轴密封室132，轴密封件132a插入轴密封室132中。盘形部分133通过径向轴承135和推力轴承137用轴颈连接在前轴129的后端。

另一方面，后轴139固定在气缸体125的中心部分处，并且后轴139具有前端部分139a，所述前端部分通过径向轴承141以轴颈连接到形成于盘形部分133的中心部分处的凹部133a。

匀速接头143安装在后轴139的盘形部分133和气缸体125之间。此匀速接头143具有使球轴承143b被置于内环143a和外环143c之间的结构。内环143a不能旋转但可轴向移动地安装在后轴139上，而外环143c通过球轴承143b可纵向摆动地安装到内环143a上。环形摇摆板145固定地装配在匀速接头143的外环143c中。因此，摇摆板145在后轴139上可轴向移动、不能沿周边旋转但可纵向摆动。

环形驱动板151通过推力轴承147和径向轴承149安装在摇摆板145上。驱动板151适于相对于摇摆板145沿周边旋转。

驱动板151和盘形部分133通过布置在驱动板151上的连杆机构153和布置在盘形部分133上的销155彼此倾斜连接，使得盘形部分133的转动力传递到驱动板151上。

气缸体125形成有多个气缸孔157，所述多个气缸孔在径向上彼此沿周边间隔开形成。活塞159轴向可滑动地布置在每个气缸孔157中。

与气缸孔157成相对关系的摇摆板145的一部分形成有球形轴承161，且连接杆165连接在球形轴承161和形成于活塞159上的球形轴承163之间。

阀板167被置于气缸体125和具有控制阀169的后壳体127之间。控制阀169用于通过将控制气体引入旋转斜盘室171来调节旋转斜盘的倾斜角度，从而设定吸入/排出量。

随着轴129通过外驱动力(例如，车辆发动机)旋转，固定到轴129上的盘形部分133旋转，从而使通过销155和连杆机构153连接的驱动板151旋转。驱动板151沿周边可旋转地安装在摇摆板145上，摇摆板145进而可纵向摆动而不能沿周边旋转地安装到后轴139上。因此，驱动板151的转动力被转换为摇摆板153的摆动运动。摇摆板153的摆动运动通过连接杆165转换为活塞的往复运动，用于从气缸排出流体和将流体吸入气缸。

在此摇动斜盘式压缩机121中，与底壁部分123b接触的前壳体123的部分内周边表面123a(内半径R1)形成有环形通道173，环形通道173具有大于内半径R1的内半径R2。阶梯部173b形成于通道173的内周边表面173a和前壳体123的内周边表面123a之间。

多个凹部175形成于前壳体123的底壁部分123b上。凹部175形成于底壁部分123b的上半部分上并分别连接和形成有引油沟槽177。引油沟槽177中的每个都与轴密封件132a和径向轴承135连通以供给油。

如上所述，在根据此实施例的摇动斜盘式压缩机121中，与底壁部分123b接触的前壳体123的内周边表面123a的一部分形成有环形通道173，环形通道173具有大于前壳体123的内周边表面123a的内半径的内半径。阶梯部173b形成于通道173的内周边表面173a和前壳体123的内周边表面123a之间。因此，即使在内周边表面123a留有铸铁并形成有直径从底部朝向开口逐渐增加的锥形斜面的情况下，也可以防止在内周边表面123a上涡旋的油流向气缸体125以及被阶梯部173b阻挡，并且所述油可以被保持在通道173中。结果，可以通过凹部175和形成于底壁部分123b上的引油沟槽177将油充分地供给到前侧的轴密封件132a和径向轴承135。

图11是显示将油供给到摇动斜盘式压缩机的效果的实例的图表。在图11中，横坐标表示储存在曲轴箱中的油量，而纵坐标表示供给到唇室(lipchamber)的油量。从图11也可以明白，与现有技术相比，供给的油量显著增加。

图8和图9显示了根据第三实施例的以最大排出量(100％容量)操作的摇动斜盘式压缩机。在图8和图9中，与第二实施例相同的部件分别由相同的参考符号表示且不再说明。

摇动斜盘式压缩机181具有前壳体183。与底壁部分183b接触的前壳体183的内周边表面183a的一部分形成有环形通道185，环形通道185具有大于内周边表面183a的内半径R1的内半径R2。阶梯部185b形成于通道185的内周边表面185a和前壳体183的内周边表面183a之间。

另外，多个凹部187形成于前壳体183的底壁部分183b上。凹部187形成于底壁部分183b的上半部分中，且每个凹部187都连接和形成有引油沟槽189。引油沟槽189中的每个都与轴密封件132a和径向轴承135连通以供给油。

没有形成通道185的前壳体183的该部分内周边表面183a形成有沿内周边表面183a的上端部分在纵向上延伸的槽沟191。

槽沟191以图9所示的方式形成。具体地，在图9中，在该槽沟的上端部分附近的左侧上的内周边表面的一部分形成为具有内直径R1的普通内周边表面183a。另一方面，在图9中，在该槽沟的上端部分附近的右侧上的内周边表面的一部分形成为具有基本等于正常内周边表面183a的内半径R1的内直径的内周边表面183c。然而，内周边表面183c的中心从内周边表面183a的中心向上偏移S。槽沟191形成于内周边表面183a和内周边表面183c之间。在内周边表面上沿R方向涡旋的润滑油冲击槽沟191。依此方式，槽沟191扰动和引导涡旋油向内流动。

在图10所示的传统压缩机201中，例如，槽沟203形成于从底壁部分到底部呈圆柱形的前壳体205的开口的整个范围上。此槽沟203形成在具有内半径R4的内周边表面、和具有等于内半径R4的内半径但中心从具有内半径R4的内周边表面的中心向上偏移距离F的内周边表面之间。因此，沿内周边表面在方向U上涡旋的油被引导向内。此压缩机201具有已经冲击槽沟203的油分散到曲轴箱内并覆盖所有滑动部件的优点。然而，问题是分散的油不能很容易地到达形成于底壁部分上的凹部，且到达轴密封室的油量减少。

相反，在根据此实施例的摇动斜盘式压缩机181中，与底壁部分183b接触的前壳体183的内周边表面183a的一部分形成有环形通道185，环形通道185具有大于内周边表面183a的内半径R1的内半径R2，并且阶梯部185b形成于通道185的内周边表面185a和前壳体183的内周边表面183a之间。另外，没有形成通道185的前壳体183的部分内周边表面183a形成有沿内周边表面183a的上端部分在轴向上延伸的槽沟191。

结果，一方面，供给到轴密封件132a和径向轴承135的油由通道185保障，而另一方面，油通过槽沟191供给到在曲轴箱中的滑动部件。依此方式，油被充分地供给到这两个部件。

虽然已经参照为了说明选择的具体的实施例说明了本发明，但应该清楚本领域的普通技术人员在不脱离本发明的基本概念和范围的前提下可以对所述实施例做出许多修改。

Claims (5)

1.一种活塞式压缩机，包括：

壳体(53、123、183)，所述壳体为有底圆筒的形状；

驱动轴(63、129)，所述驱动轴沿壳体(53、123、183)的轴向布置并通过轴承以轴颈连接在壳体(53、123、183)的底部上；

涡旋板(77、151)，所述涡旋板被容纳在壳体(53、123、183)中并连接到驱动轴(63、129)且通过所述驱动轴旋转，涡旋板(77、151)可相对于驱动轴(63、129)倾斜布置；

气缸体(55、125)，所述气缸体覆盖壳体(53、123、183)的开口，并且形成有平行于壳体(53、123、183)的轴线彼此沿周边间隔开布置的多个气缸孔(83、157)；

活塞(85、159)，所述活塞可往复运动地布置在每个气缸孔(83、157)中；以及

运动传递机构(89、143、145、165)，所述运动传递机构一方面沿周边可滑动地连接到涡旋板(77、151)的外周边部分，并且连接到与涡旋板(77、151)的周边部分成相对关系布置的活塞(85、159)，用于将涡旋板(77、151)的所述周边部分的轴向运动传递到与所述周边表面成相对关系布置的每个活塞(85、159)；

其中壳体(53、123、183)中的压力相对于气缸孔(83、157)中的压力改变，从而改变涡旋板(77、151)相对于该壳体的轴线的倾斜角度，从而改变活塞(85、159)的行程和排出量；以及

其中更接近壳体(53、123、183)的底部(53a、123b、183b)的壳体(53、123、183)的内周边表面(53b、123a、183a)的一部分形成有大直径部分(111、173、185)以及阶梯部(111b、173b、185b)，其中所述大直径部分的直径大于壳体(53、123、183)的内周边表面(53b、123a)的其它部分的直径，所述阶梯部形成于大直径部分(111、173、185)和壳体(53、123、183)的内周边表面(53b、123a)之间。

2.根据权利要求1所述的活塞式压缩机，

其中所述大直径部分为环形。

3.根据权利要求1所述的活塞式压缩机，

其中壳体(123)的内周边表面(123a)形成有具有从底部(123b)朝向所述开口逐渐增大的直径的释放斜面。

4.根据权利要求1所述的活塞式压缩机，

其中沿壳体(183)的轴线延伸的槽沟形突起(191)形成于壳体(183)的内周边表面(123a)的部分上，该部分比阶梯部(185b)更接近壳体(183)的开口。

5.根据权利要求1所述的活塞式压缩机，

其中驱动轴(63、129)的轴线为水平的。

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