CN1201502A - 可变容量压缩机 - Google Patents

Abstract

一种可变容量压缩机,在曲柄室(21)内的驱动轴(22)上装有凸轮盘(30,31);活塞(35)与凸轮盘(30,31)连接,通过凸轮盘(30,31),驱动轴(22)的旋转转换成活塞(35)的往复直线运动;抽气通路(39)排除曲柄室(21)内过剩压力,将曲柄室(21)内的制冷剂气体从曲柄室(21)通向外部;有抽气通路(39)开口的收容室(38)内配置着承受驱动轴(22)轴线方向负荷的轴承(24;71;81);紧固螺钉(25)吸收轴承(24;71;81)的装配公差;在轴承(24;71;81)上设有位于所述抽气通路(39)延长线上并沿驱动轴(22)的径向突出的突起(44;73);突起(44;73)防止轴承(24;71;81)转动地接合入收容室(38)内表面的沟槽(47)中。

Description

可变容量压缩机

技术领域

本发明涉及一种可变容量压缩机。更具体地说，本发明涉及一种例如车辆用空调装置中用于压缩制冷剂气体的可变容量压缩机。

技术背景

在可变容量压缩机中，通常驱动轴承受推力的后端侧的推力轴承的润滑不能有效地进行。特别是，在单头活塞式的可变容量压缩机中，有必要为调节容量而正确地调整曲柄室内的压力。因而，在此类型的压缩机中，曲柄室与外部制冷回路被隔断。润滑油只随着汽车废气，以及在曲柄室压力调整时，随着从排出压区域导入的制冷剂气体供入曲柄室内。此外，从小容量运转变换至大容量运转时，因曲柄室内的制冷剂气体排入吸入压区域，雾状润滑油的一部分会与制冷剂气体一同排到外部。换言之，曲柄室内润滑油的绝对量是不足的。在这样状态下，存在润滑油难以到达曲柄室内的细部、驱动轴后端侧的推力轴承等润滑不足的问题。

特开平3-11166号公开了一种解决上述问题的压缩机。此压缩机具有从曲柄室延至推力轴承外周部的汽车废气抽出通路。在此压缩机中，利用从曲柄室朝吸入室回流的汽车废气流中所含有的润滑油润滑后端部的推力轴承。

此外，构成压缩机的各部件的制造误差是不同的。因而，难以使这些部件间的装配公差相同。更详细地说，压缩机是在气缸体、前壳体等固定部件内将驱动轴的转动经耳轴盘或斜盘转换成活塞的直线往复运动。从而，因可动部件相对固定部件的装配公差，活塞上死点会发生偏位，产生噪音等。因而，为调节活塞上死点的位置，有必要调整驱动轴的位置。为此，采用这样的结构，即，设置与后端侧推力轴承的座圈接触的紧固螺钉，并通过调整此紧固量，调节驱动轴的位置，以抵消装配公差。

在上述的压缩机中，推力轴承的外周面上直接开口形成抽出通路。在压缩机运转时，随着驱动轴的旋转，轴承的一对座圈及滚子也旋转。轴承的润滑由在座圈及滚子之间通过的抽出制冷剂气体中的油雾进行。但是，油雾与制冷剂气体相比，比重大易受到离心力的作用。为此，油雾不能导入轴承内部而最终飞散到外侧，存在轴承不能充分润滑的可能性。另外，由于通过由两块座圈和滚子形成的很小间隙，抽出制冷剂气体的阻力变大。

再者，对于推力轴承的不与驱动轴接触的座圈的止转措施并没有任何揭示。为此，如在前述压缩机上采用上述的公差抵消机构的话，即使调整紧固螺钉的紧固量，由于不与驱动轴接触侧的座圈的旋转，会发生公差变化。此公差变化会招致压缩机的噪音、振动等。

本发明的目的是提供一种保证内部有良好润滑同时不易发生装配公差变化的可变容量压缩机。

发明的公开

为实现上述目的，本发明的可变容量压缩机在曲柄室内设有装在驱动轴上的凸轮盘。通过凸轮盘，将驱动轴的旋转转换成活塞的往复直线运动，压缩并排出含有雾状油的制冷剂气体。抽气通路排除曲柄室内过剩压力，将曲柄室内的制冷剂气体从曲柄室通向外部。有抽气通路开口的收容室内配置着承受驱动轴轴线方向负荷的轴承。设有吸收轴承的装配公差的吸收元件。在轴承上位于抽气通路延长线上设有沿驱动轴的径向突出的第1突起。第1突起为防止轴承旋转而啮合在收容室的内表面上。

因而，采用本发明，由于有与收容室内表面接合的第1突起，防止了轴承的旋转。因此，轴承的装配公差确实由吸收元件吸收，使装配公差难以发生变化。

此外，来自抽气通路的制冷剂气体冲撞位于抽气通路延长线上的第1突起。于是，含在制冷剂气体中的油以油膜状附着在轴承上。此油膜由制冷剂气体流导入轴承的内部。由于润滑油以油膜的状态导入轴承的内部，因油膜的表面张力，难以受到离心力的作用。从而，润滑油能充分地供给到润滑环境差的轴承内。

附图的简单说明

图1是本发明第1实施例的可变容量压缩机的剖视图，

图2是图1压缩机后端侧推力轴承的放大部分剖视图，

图3是后端侧推力轴承的外圈的放大俯视图，

图4是本发明第2实施例的可变容量压缩机主要部分的放大部分剖视图，

图5是本发明第3实施例的可变容量压缩机主要部分的放大部分剖视图，

图6是图5压缩机后端侧推力轴承的放大俯视图。

实施发明的最佳形式

下面，根据图1-3说明将本发明具体化的第1实施例。如图1所示，气缸体11的前端部接合固定着前壳体12，而后端面上经阀板13接合固定着后壳体14。在后壳体14上形成吸入室15及排出室16。阀板13上设置着吸入阀机构19，用于将制冷剂气体自吸入室15吸入形成于气缸体11上的气缸孔17内的压缩室18。此外，阀板13上还设置着排出阀机构20，用于将气缸孔17内压缩的制冷剂气体排到排出室16内。

在气缸体11及前壳体12的中心部形成曲柄室21。驱动轴22由径向轴承23支承在曲柄室21内。在驱动轴22的后端面与阀板13之间装有推力轴承24、公差调整螺钉25。在驱动轴22的中部嵌装着耳轴盘26，其外周上成一体地形成突出的臂27。通过连接销29，旋转体30可前后方向摆动地、并可与驱动轴22同步旋转地支承于臂27上所形成的长孔状导向孔28中。摆动斜盘31可相对旋转地支承于旋转体30的轮毂部30a上。摆动斜盘31的前端装有球状销31a。连杆32固定到气缸体11及前壳体12上。销31a可沿连杆32长度方向移动地与连杆32接合。通过这种接合，防止了摆动斜盘31的旋转，并且摆动斜盘31被支承着只能在前后方向倾斜运动。

滑块33可沿驱动轴22的轴线方向往复运动地支承于驱动轴22上。通过连接销33a，滑块33与旋转体30的轮毂部30a连接。在位于驱动轴22上的前后一对弹簧34的作用下，滑块33对摆动斜盘31及旋转体30施力，使之位于压缩机停止时的中间位置上。气缸孔17内的多个活塞35通过活塞杆36分别与摆动斜盘31连接。

在气缸体11的前端侧设有凹部37。在气缸体11后端侧中央设有轴承室38。凹部37和轴承室38由大致平行于驱动轴22延伸的抽出通路39连通。气缸体11的轴承室38经通路40与吸入室15连通。此外，轴承室38的前端面上设有由内圈41、圆柱滚子42和外圈43构成的推力轴承24。

如图2及图3所示，外圈43具有从其外周缘朝驱动轴22径向突出的第1突起44及第2突起45。在外圈43的与圆柱滚子42滑动接触的面上形成环状的润滑油保持槽46。如图1及图2所示，第1突起44与形成于气缸体11的轴承室38内周面上的第1沟槽47接合。所形成的第1沟槽47与抽出通路39相接。第1突起44延至抽出通路39的开口部延长线上。另外，在外圈43的外周缘与气缸体11的轴承室38的内周面之间形成间隙48。第2突起45与形成于气缸体11的轴承室38内周面上的第2沟槽38a接合，防止外圈43的前后面装错。

如图1所示，排出室16经通路50a，50b及容量控制阀49与曲柄室21连通。控制阀49位于后壳体14及气缸体11上。控制阀49与排出室16及曲柄室21有选择地连通和关闭。控制阀49具有由前部51a及后部51b构成的壳体51。压力室51c设置在前部51a和后部51b之间。压力室51c经通路50a与排出室16相连。阀室55形成于前部51a的前端，并经通路50b与曲柄室21相连。为连通阀室55及压力室51c，在前部51a上形成连通路53。

阀座52形成于连通路53开口周围的阀室55内。后部51b具有通孔51d。通孔51d的直径稍小于连通路53的直径。通孔51d与连通路53设置在同一轴线上。在后部51b的后端设有由隔板58隔开的一对室59，60。隔板58前侧的室59是经图中未示出的通路而与吸入室15连通的感压室59。隔板58后侧的室60是定压室60。

连杆57可滑动地收容于连通路53及通孔51d内。连杆57的直径与通孔51d的直径大致相同。连杆57的后端与隔板58接触。阀体54位于阀室55内，在弹簧56的作用下，施加一朝向阀座52的力。通过阀体54与阀座52相接，连通路53与阀室55断开。结果，排出室16与曲柄室21相互隔断。通过推压连杆57，阀体54离开阀座52，结果，排出室16与曲柄室21相互连通。

下面，对上述构成的可变容量压缩机的动作原理加以说明。

在图中未示出的发动机等外部驱动源的作用下，驱动轴22转动时，耳轴盘26、连接销29及旋转体30成一体转动。随着此转动，滑接在旋转体30上的摆动斜盘31在非旋转状态下沿前后方向摆动，通过活塞杆36，活塞35在气缸孔17内往复运动。为此，从吸入室15吸入的制冷剂气体在气缸孔17的压缩室18内压缩后朝排出室16排出。

在活塞35的压缩行程中，活塞35外周面与气缸孔17内周面之间间隙中的汽车废气侵入曲柄室21。此汽车废气从曲柄室21经抽出通路39导入轴承室38内，再经通路40回流至吸入室15中。由此，防止了曲柄室21中汽车废气压力飞升。此外，回流的汽车废气流量由抽出通路39及通路40的开口直径限定。

在压缩机停止状态下，吸入室15的压力Ps、排出室16的压力Pd及曲柄室21的压力Pc是相同的。因而，摆动斜盘31因滑块33的前后弹簧34而保持在中间位置。此时，控制阀49的阀体54封闭连通路53。压缩机在此状态下起动时，活塞35在气缸孔17内往复运动。在此活塞35的往复运动下，制冷剂气体被压缩并排入排出室16中。

在此，压缩机运转初期，车内温度较高，冷却器负荷较高。为此，吸入室压力Ps处于高的状态。由于作用于活塞35前后面上的压力差，旋转体30通过活塞杆36及摆动斜盘31，承受以连接销33a为中心增大摆动斜盘31倾角方向的弯曲力矩。因而，滑块33克服弹簧34的弹力前移。为此，增大了摆动斜盘31的倾角，转换成大容量状态下的运转。

此时，因感压室59中作用着较高的压力Ps，阀体54保持在封闭连通路53的状态。此外，由于活塞35的压缩作用，从气缸孔17的压缩室18侵入曲柄室21中的汽车废气增大了曲柄室21的压力Pc，但由于此气体由曲柄室21经抽出通路39、轴承室38及通路40流入吸入室15中，所以，几乎不影响曲柄室压力Pc与吸入压力Ps的压差。为此，在摆动斜盘31的倾角最大的状态下继续运转。

压缩机继续运转，车室内温度下降时，吸入压力Ps下降。随着吸入压力Ps下降，当感压室59的压力下降时，隔板58根据感压室59与定压室60的压差使连杆57前移。从而，阀体54克服弹簧56的弹力前移，打开连通路53。来自排出室16的高压制冷剂气体经通路50a，50b及容量控制阀49内的连通路53等供给曲柄室21，使曲柄室压力Pc上升。结果，曲柄室压力Pc与吸入压力Ps之间的压差被改变。此改变后的压差作用于活塞35的前后面上。这样，旋转体30受到朝减小摆动斜盘31倾角方向的弯曲力矩作用，从而使滑块33克服弹簧34的弹力后移。由此，减小了摆动斜盘31的倾角，缩短了活塞35的行程，使压缩机所排出的制冷剂气体量下降。即，压缩机在小容量状态下运转。

压缩机继续在小容量状态下运转，车室内温度上升时，吸入压力Ps上升。由于感压室59中作用着较高的吸入压力Ps，所以连杆57向后移。因而，阀体54因弹簧56的弹力而与阀座52相接，封闭连通路53。从而，来自排出室16的高压制冷剂气体不能供给曲柄室21，曲柄室21内的制冷剂气体经专门的抽出通路39、轴承室38和通路40进入吸入室15。结果，曲柄室压力Pc变低，因作用于各活塞35前后面上的压差，滑块33前移，增大摆动斜盘31的倾角。从而，增大了活塞35的行程，压缩机转换至大容量状态下的运转。

形成于后端侧的推力轴承24的外圈43上的第1突起44配合到气缸体11的第1沟槽47中。从而，防止了外圈43与气缸体11的相对转动。与外圈43相接的公差调整螺钉25装配时的紧固量几乎不发生变化。因此，在压缩机运转中，不会产生因装配公差而引起的噪音、振动等现象。

抽出通路39后方侧的开口部由于与气缸体11的第1沟槽47相连，所以从抽出通路39后方侧排出的抽出制冷剂气体流被沟槽47引导，以抑制扩散的状态冲撞设于开口部延长线上的第1突起44。为此，分散在抽出制冷剂气体中的润滑油油膜状地附着在外圈43的前表面上。此油膜沿外圈43的前表面导向推力轴承24的内部，并被制冷剂气体流推向推力轴承24的内部。因润滑油以油膜状态导入推力轴承24的内部，由于油膜的表面张力等使其难以受到离心力的作用。并且，润滑油存留在润滑油保持沟槽46内，在推力轴承24内形成稳定的润滑油膜。从而，在润滑环境严格的推力轴承24内能充分供给润滑油。这样，通过简单的结构，就几乎不发生在压缩机运转过程中装配公差的变化，同时，能够确保后端侧推力轴承24的润滑。

另外，使抽出通路39朝向外圈43的突起44并大致平行于驱动轴22形成。因而，可缩短抽出通路39距离的同时，几乎在曲柄室21侧的开口部与推力轴承24侧的开口部之间不形成斜面。从而，抽出制冷剂气体易于引入抽出通路39。

此外，由于在推力轴承24的外圈43与气缸体11的轴承室38之间设有间隙48，制冷剂气体在推力轴承24附近通过的阻力得以降低，抽出制冷剂气体能快速导入吸入室15侧。从而，摆动斜盘31移动至最大倾角侧时，曲柄室21内压力快速下降，不会阻止向最大容量运转的变更。

另外，形成多个抽出通路39的同时，也可形成多个突起44及沟槽47。这样，使推力轴承24的润滑更容易进行。

下面，根据图4说明本发明的第2实施例。第2实施例中，推力轴承71的外圈72的突起73为斜状。从抽出通路39排出的抽出制冷剂气体流沿突起73的倾斜面更顺畅地导入推力轴承71内，更容易地进行内部润滑。

接着，根据图5及图6说明本发明的第3实施例。

在此实施例中，驱动轴22后端侧的推力轴承81为仅由垫圈82构成的滑动轴承。垫圈82在与驱动轴22后端面滑动接触的面上分别有放射状延伸的润滑油保持沟槽83，和从突起44伸过垫圈82中心的润滑油导入沟槽84。

制冷剂气体冲撞突起44，导入垫圈82与驱动轴22后端面之间的间隙中，且制冷剂气体中雾状的润滑油附着在突起44上。由于制冷剂气体流的作用，该润滑油沿润滑油导入沟槽84导入推力轴承81内。在推力轴承81中的润滑油存留在润滑油保持沟槽83内，从而，在驱动轴22的后端面与垫圈82之间的间隙中形成稳定的润滑油膜。于是，由此润滑油膜和垫圈82构成动压轴承，能稳定地承受驱动轴22的推力负荷。

在上述的实施例中，后端侧的推力轴承81仅由垫圈82构成，从而，能够减少部件数目。

此外，在垫圈82的与驱动轴22后端面滑动接触的面上还可同时设有与前述第1实施例同样的环状的润滑油保持沟槽46。如采用这样的结构，在驱动轴22的后端面与垫圈82之间的间隙中能形成更稳定的润滑油膜。

另外，本发明并不限于上述的实施例，例如，具体有采用可与驱动轴22成一体旋转地安装在驱动轴22上的斜盘代替摆动斜盘的可变容量压缩机等，只要不超出本发明的精神可作出各种变更。

产业上的可利用性

正如上述，在本发明的可变容量压缩机中，能保证内部有良好的润滑。并且，由于难以产生装配公差的变化，在压缩机运转中，几乎不会发生因装配公差而引起的噪音、振动等现象。

Claims (12)

1.一种可变容量压缩机，活塞(35)与曲柄室(21)内驱动轴(22)上装有的凸轮盘(30，31)连接，通过凸轮盘(30，31)，将驱动轴(22)的旋转转换成活塞(35)的往复直线运动；设有将含雾状油的制冷剂气体压缩并排出、排除曲柄室(21)内过剩压力、并将曲柄室(21)内的制冷剂气体从曲柄室(21)通向外部的抽气通路(39)；在抽气通路(39)开口的收容室(38)内配置着承受驱动轴(22)轴线方向负荷的轴承(24；71；81)；设有吸收此轴承(24；71；81)的装配公差的元件(25)；其特征在于，在所述轴承(24；71；81)上设有位于所述抽气通路(39)延长线上并沿驱动轴(22)的径向突出的第1突起(44；73)，此第1突起(44；73)接合入所述收容室(38)的内表面中，防止轴承(24；71；81)转动。

2.按照权利要求1所述的可变容量压缩机，其特征在于，所述收容室(38)设有与第1突起(44；73)接合的第1沟槽(47)。

3.按照权利要求1或2所述的可变容量压缩机，其特征在于，还设有吸入室(15)；将所述吸入室(15)与收容室(38)连通的，并将从所述曲柄室(21)经抽气通路(39)到达收容室(38)内的制冷剂气体通入吸入室(15)中的连通路(40)；使在所述收容室(38)内的制冷剂气体冲撞第1突起(44；73)、并导入轴承(24；71；81)内部，以用油润滑轴承(24；71；81)的结构。

4.按照权利要求1-3任一所述的可变容量压缩机，其特征在于，所述轴承(24；71)设有接近所述抽气通路(39)设置的内圈(41)、离开所述抽气通路(39)设置的外圈(43；72)、以及设置在所述内圈(41)与外圈(43；72)之间的滚子(42)，所述第1突起(44；73)形成于外圈(43；72)上。

5.按照权利要求4所述的可变容量压缩机，其特征在于，所述外圈(43；72)设有承受制冷剂气体流并与内圈(41)相向设置的承受面，此承受面上附着油膜状油。

6.按照权利要求5所述的可变容量压缩机，其特征在于，还包含有以下结构：所述外圈(43；72)设有第2突起(45)；所述收容室(38)设有与第2突起(45)接合的第2沟槽(38a)；通过第2突起(45)与第2沟槽(38a)的接合，使外圈(43；72)的承受面与内圈(41)相向地装配轴承(24；71)。

7.按照权利要求5或6所述的可变容量压缩机，其特征在于，在所述承受面上形成存留油的沟槽(46)。

8.按照权利要求4-7任一所述的可变容量压缩机，其特征在于，所述外圈(43；72)相对收容室(38)的内壁存在间隙(48)，此间隙用来减小制冷剂气体流的流动阻力。

9.按照权利要求4-8任一所述的可变容量压缩机，其特征在于，所述第1突起(73)呈朝向内圈(41)的倾斜状。

10.按照权利要求1-3任一所述的可变容量压缩机，其特征在于，所述轴承(81)为垫圈(82)。

11.按照权利要求10所述的可变容量压缩机，其特征在于，所述垫圈(82)具有与驱动轴(22)接触的面，此接触面上设有将油导入该接触面的沟槽(84)和存留所导入油的沟槽(83)。

12.按照权利要求1-11任一所述的可变容量压缩机，其特征在于，还具有邻接所述曲柄室(21)设置的后壳体(14)；分开所述后壳体(14)与曲柄室(21)的阀板(13)；以及所述吸收元件含有用于将轴承(24；71；81)推向驱动轴(22)而安装在阀板(13)上的紧固螺钉(25)。

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