CN1140702C - 直线压缩机活塞操作组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种直线压缩机整体式活塞操作组件及其制造方法。该整体式活塞操作组件包括一个连接着活塞的活塞连接毂、布置成与活塞连接毂同轴的圆筒形结构的多个磁体以及一个由树脂制成的用于将活塞连接毂与多个磁体相连并因此使它们形成一体的接合件。磁体和活塞连接毂在接合件注射成型的同时紧固在接合件上。通过将直线压缩机的活塞操作组件成型为一体，可以改进几何和装配公差，同时可以防止因加工和组装过程而导致的稳定性受损。

Description

直线压缩机活塞操作组件及其制造方法

技术领域

本发明涉及利用往复运动活塞压缩制冷剂的直线压缩机。具体地讲，本发明涉及直线压缩机的活塞操作组件及其制造方法。

背景技术

一般说来，直线压缩机利用变化的磁场而导致活塞的反复运动从而压缩制冷剂。这样一种压缩机显示于图1至3中。

如附图所示，直线压缩机包括一个缸体部分10、一个活塞20、一个活塞操作组件30和一个外叠片部分40，它们均布置在容腔1中。

如图2所示，活塞操作组件30包括一个磁体架32，其为中空圆筒，且外圆周上带有一个孔；一个磁体33，其插入磁体架32上的孔中；一个磁体盖35，其压配在磁体架32的外圆周上，以防止磁体33从磁体架32中偶然分离出来；以及一个接合件31，其具有一个形成在其中部的孔，用以容纳活塞20。接合件31连接在磁体架32的一端上。

活塞20是一个中空圆柱，其一端附着在一个吸入阀25上，另一端连接着活塞操作组件30的接合件31。活塞20可以通过多种方法中的一种例如焊接而紧固在接合件31上。

缸体部分10包括一个缸体11，其中容纳着用于往复运动的活塞20；一个内叠片13，其套在缸体11的外圆周上；以及一个线圈15，其环绕着内叠片13的中部缠绕。

外叠片部分40包括一个外叠片41，其形成在距内叠片13预定距离处；一个外壳43，其用于支撑外叠片41；以及一个构架42。

下面描述具有上述构造的直线压缩机的操作。

首先，当交流(AC)电压施加到内叠片13的线圈15上后，具有N-S极的磁场将产生在内外叠片13和41之间。由于有永久磁体33布置在内外叠片13和41之间，因此根据弗莱明左手定则，会产生一个轴向力。随着磁体33的N-S极变化，磁体33将往复运动，因此活塞20也往复运动。

接着，制冷剂在活塞20的往复运动作用下经入口管3进入容腔1中。制冷剂流过活塞20和吸入阀25进入压缩室5中。当制冷剂在压缩室5中被压缩后，制冷剂将从出口管7排出。

然而，传统直线压缩机即有一些缺点。首先，压缩机的一些零件需要强制连接方法，例如压配合、焊接等，以将零件紧固在一起。例如，活塞20和接合件31焊接在一起，而接合件31和磁体架32也焊接在一起。此外，磁体架32必须经受诸如切削、冲裁和焊接等处理。结合处的力和相应零件的热变形将产生内应力，这会影响零件的整体性。此外，传统直线压缩机的组装过程复杂且漫长，同时产生废品的可能性高。其结果是，生产率和生产量会降低。

下面参照图3详细描述磁体架32的制造过程。首先，准备一张预定尺寸的金属板32a。之后，对金属板32a进行滚压处理。接下来，将金属板32a的端部焊接在一起，以形成一个中空圆筒32b。中空圆筒32b再被冲裁，以在其上形成多个孔32c。最后，为了防止磁体33从中空圆筒32b上偶然分离，磁体盖35被压配在中空圆筒32b的外圆周上。

在传统直线压缩机中，磁体33的不同尺寸和磁差导致磁体盖35的压入配合或压配合困难。当磁体盖35被强制压配时，如果不考虑磁体33的不同尺寸，则那些较脆弱的磁体33可能会破裂。

另外，根据直线压缩机的活塞操作件30的传统组装方法，在活塞20和磁体架32焊接到接合件31上时，会出现同轴度误差，而在将压配在磁体架32中的磁体33压配到磁体盖35中时，会出现圆度和同轴度误差。因此，生产率和生产量会降低。此外，由于必须将多个零件装配到一起，而所有零件均会影响活塞操作组件30的几何公差，因此随着相应零件的公差积累，装配公差将增大。当几何公差和装配公差超出预定程度时，它们将变成不良因素，从而可能产生问题，如直线压缩机故障等。

此外，在直线压缩机的传统组装方法中，要使用非磁性金属制作磁体架32，以防止从磁体33泄漏磁力。然而，传统直线压缩机中的非磁性金属具有相对较高的导电率，这会对完全防止磁力从磁体33泄漏出来造成障碍。这样，由于会有磁力从磁体33泄漏出来，因此直线压缩机的压缩效率受到负面影响。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中的上述问题而研制的。因此，本发明的一个目的是提供一种直线压缩机活塞操作组件，其具有一个与活塞、多个磁体和一个接合件相连的活塞连接毂。接合件将活塞连接毂与磁体相连，毂和磁体均在接合件的注射成型过程中整体式紧固在接合件上。因此，整体式活塞操作组件具有改进的几何和装配公差，而且稳定性不会受损。

本发明的另一个目的是提供一种直线压缩机活塞操作组件制造方法。在本方法中，加工过程被简化，同时又可以提高生产率。

上述目的可以通过这样一种直线压缩机活塞操作组件而实现，该组件利用在磁场作用下往复运动的活塞压缩制冷剂。该活塞操作组件包括：一个活塞连接毂，其用于连接在一个活塞上；多个磁体，它们布置成一个相对于活塞连接毂同轴的圆筒形结构；以及一个接合件，其将活塞连接毂与多个磁体相连并因此使它们形成一体。接合件由注射成型的树脂制成，而活塞连接毂和磁体在接合件注射成型的同时连接在接合件上，并且每个磁体分别具有一个沿其边界形成的台阶部分。

上述目的还可以通过这样一种直线压缩机活塞操作组件制造方法而实现。该方法包括以下步骤：准备多个磁体和一个活塞连接毂；将多个磁体和活塞连接毂组装到一个芯模中；以及将芯模安装到注射成型机中。该方法还包括：将模塑树脂注射到芯模中，以形成一个整体式活塞操作组件，其中多个磁体和活塞连接毂固定在模塑树脂中；在注射成型完成后，制成的整体式活塞操作组件将从芯模上分离出来。

因此，直线压缩机活塞操作组件具有改进的几何和装配公差以及稳定性。此外，这种活塞操作组件的制造方法被极大的简化了，从而导致生产率的提高。

附图说明

参考下面的详细描述并结合附图可以使本发明的上述目的以及其他特点和优点更清楚地显现出来，附图包括：

图1是一种传统直线压缩机的剖视图；

图2是图1所示传统直线压缩机的活塞操作组件的剖视图；

图3中示出了图1所示传统直线压缩机的磁体架的制造步骤；

图4是根据本发明的直线压缩机活塞操作组件中所用的多个磁体的俯视图；

图5是根据本发明的直线压缩机活塞操作组件中所用的活塞连接毂的剖视图；

图6是根据本发明的直线压缩机活塞操作组件的透视图；

图7A是用于制造图6所示活塞操作组件的芯模的俯视图；

图7B是大致沿着图7A中的I-I线所作的剖视图；

图8是在图6所示活塞操作组件的制造过程中图7A和7B所示芯模安装在注射成型机中时的剖视图；

图9是图6所示活塞操作组件的制造方法的各步骤流程图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的优选实施例。

图6是根据本发明的直线压缩机活塞操作组件50的透视图。

活塞操作组件50包括多个磁体51，它们布置成一个圆筒形结构并且彼此相隔相等的间距；一个中空活塞连接毂52，其同轴布置在圆筒形结构中；以及一个接合件53，其用于将圆筒形结构连接到活塞连接毂52的一端。磁体51、活塞连接毂52和接合件53优选随着接合件53的成型而同时紧固在一起。

为了压缩制冷剂，活塞在直线压缩机的缸体中往复运动。用于带动活塞在压缩机缸体中运动的活塞操作组件包括一个活塞连接毂52，该毂具有一个螺纹部分52b(图5)。螺纹部分52b带有螺纹，用以啮合活塞一端上的螺纹。整体式活塞操作组件优选利用模塑树脂注射成型出来。如图5所示，为了提高活塞连接毂52与模塑树脂之间的结合力，一个阴螺纹部分52b形成在活塞连接毂52的一端，而一个隆起部分52a形成在相反端。还优选活塞连接毂由黄铜制成。

由于磁场在内外叠片13和41之间变化，因此磁体51将导致活塞往复运动。每个磁体51分别具有一个环绕着其边界形成的台阶部分。如图4所示，每个磁体51分别是正方形板，并带有预定的曲率半径。磁体51的两个相反侧被处理而具有L形横截面，磁体51的另外两个相反侧被处理而具有倒置L形横截面。通过将磁体51的侧面处理成L形横截面和倒置L形横截面，当活塞操作组件50通过注射成型而形成整体时，活塞操作组件50与模塑树脂之间的结合力可以增大。

模塑树脂优选为非磁性和非导电性热固性树脂，例如由作为主料的聚酯以及作为加强材料、填料和催化剂等的玻璃纤维构成的模塑化合物散料。

在本发明的直线压缩机活塞操作组件50中，由于活塞连接毂52和多个磁体51在构成接合件53的整体模塑树脂中形成一体，因此不再需要单独的磁体51组装步骤和磁体盖35压配步骤。此外，只需将活塞拧到活塞连接毂52上就完成了活塞的组装。

整体式活塞操作组件50将随着磁场变化而往复运动，该磁场是由布置在磁体51的圆筒形结构内侧的内叠片13和线圈15以及布置在磁体51的圆筒形结构外侧的外叠片41产生的。当活塞操作组件50往复运动时，与活塞操作组件50相连的活塞也会在缸体中往复直线运动。这样，制冷剂被抽入压缩室中并被压缩。

下面参照图7-9描述根据本发明优选实施例的直线压缩机活塞操作组件50的制造方法。

如图9所示，整体式活塞操作组件50的制造方法包括以下步骤：准备多个磁体51和一个活塞连接毂52(步骤S100)；将多个磁体51和活塞连接毂52组装到一个芯模60(图7A和7B)中并将芯模60安装到注射成型机中(步骤S200)；将活塞操作组件50整体式注射成型在多个磁体51和活塞连接毂52上(步骤S300)；之后，在注射过程结束后将制成的直线压缩机活塞操作组件50从芯模60上分离下来(步骤S400)。

在准备步骤S100中，在单独的过程中制成的磁体51和活塞连接毂52被准备以供组装到芯模60中。在这个实施例中，使用了一个活塞连接毂52和八个磁体51。因此，需要准备八个磁体51和一个活塞连接毂52。磁体51在开始时是未磁化磁体。

在模具组装步骤S200中，八个磁体51和活塞连接毂52被组装到芯模60中。之后芯模60被安装在注射成型机的上模70和下模80之间。芯模60具有多个形成在其外圆周上的平直凸块61(图7A和7B)。平直凸块61平行于芯模60的轴线延伸并且彼此相隔相等的间距，以容纳磁体51。为了将未磁化磁体51磁化，附加磁体62布置在芯模60中。此外，一个螺纹部分形成在芯模60的中央，用以紧固活塞连接毂52。本发明的活塞操作组件50的几何误差较小，例如由于相对较短的活塞连接毂52通过注射成型而紧固在其上，因此同轴度误差较小。相反，在传统活塞操作组件中，需要将较长的活塞焊接到接合件上。

在将芯模60安装到注射成型机中后，可以开始注射过程。模塑树脂沿着图8所示箭头P的方向注射到芯模60中。模塑树脂填充在芯模中的如图8中剖面线所示的区域中，以包围活塞连接毂52和磁体51。其结果是，在步骤S300中形成了整体式活塞操作组件50。重力有助于使模塑树脂向下通过芯模60的多个凸块61之间确定的间隙以包围磁体51，从而利用模塑树脂牢固地固定磁体51。

在经过了一个预定时段后，模塑树脂会固化和冷却。在步骤S400中，制成的活塞操作组件50从注射成型机的上下模70和80之间取出。

这里的活塞操作组件50制造方法中未采用强制连接方法将活塞连接毂和磁体紧固到接合件上，因而可以改进所获活塞操作组件的几何公差和装配公差。磁体51和连接毂52分别在接合件53的注射成型过程中连接在接合件53上。

此外，这里的直线压缩机活塞操作组件50的制造方法由于通过注射成型而简化了多个组装处理步骤，因此可以提高生产率。磁体51的L形横截面可以将磁体紧固到接合件53上，因此不需要使用单独的磁体盖。此外，通过将活塞一端的螺纹与活塞连接毂52的螺纹部分52b啮合，可以容易地将活塞连接到活塞操作组件50上。

如前所述，这里显示和描述了本发明的一个优选实施例。尽管本发明的优选实施例被描述，但可以理解，本发明并不局限于该优选实施例。在不超出附属权利要求书中确定的本发明精神和范围的前提下，本领域普通技术人员可以作出各种改变和修改。

Claims (7)

1.一种直线压缩机活塞操作组件，其包括：

一个活塞连接毂，其用于连接在一个活塞上；

多个磁体，它们布置成一个相对于活塞连接毂同轴的圆筒形结构；以及

一个接合件，其将活塞连接毂与多个磁体相连并因此使它们形成一体，接合件由注射成型的树脂制成；

其中，活塞连接毂和多个磁体在接合件注射成型的同时连接在接合件上，每个磁体分别具有一个沿其边界形成的台阶部分。

2.如权利要求1所述的活塞操作组件，其特征在于，活塞连接毂由黄铜构成。

3.如权利要求1所述的活塞操作组件，其特征在于，活塞连接毂包括一个螺纹部分，用以啮合活塞的螺纹端。

4.一种直线压缩机活塞操作组件制造方法，其包括：

准备多个磁体和一个活塞连接毂；

将多个磁体和活塞连接毂组装到一个芯模中；

将芯模安装到注射成型机中；

将模塑树脂注射到芯模中，以形成一个包括磁体和活塞连接毂在内的整体式活塞操作组件；以及

将整体式活塞操作组件从芯模中分离出来。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，每个磁体分别具有一个沿其边界形成的台阶部分，而且模塑树脂咬合着各磁体的台阶部分，以将磁体紧固在活塞操作组件中。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，活塞连接毂由黄铜构成。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，活塞连接毂包括一个螺纹部分，用以啮合活塞的螺纹端。

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