CN1318692A - 压缩机 - Google Patents

Abstract

耳板11紧固到旋转支撑在壳体中的传动轴7上,从而与传动轴一起转动,旋转斜盘12通过一铰接机构可运行地连接到耳板上,以便与耳板一起旋转,并改变相对于传动轴7的角度。安装在缸筒1a中以往复运动的活塞17可运行地连接到旋转斜盘12上,因此不仅能随着传动轴7的旋转吸入和排出致冷剂,而且能够通过改变旋转斜盘12的角度改变活塞的冲程。前径向轴承9B设置在耳板11的凸起部分11A的外圆周上,偏压旋转斜盘12的盘簧16安装在形成在耳板11后侧的弹簧接收部分11C。

Description

压缩机

本发明涉及一种压缩机，确切地说，涉及这样一种压缩机，其中通过一铰接机构改变凸轮盘的倾斜角，从而改变活塞的冲程。

在用于汽车空调机循环中的变容式压缩机中，曲柄室形成在壳体中，传动轴可旋转地支撑在曲柄室中，由发动机驱动来吸入或排出致冷剂。通常，在这种类型的压缩机中，构成壳体的一部分的缸体中具有缸筒，活塞可在缸筒中往复运动。作为旋转支撑件的耳板紧固在传动轴上，以致与轴一起旋转。旋转斜盘可运行地连接到耳板上。耳板和旋转斜盘之间的可运行连接使得旋转斜盘可与耳板一起旋转，并能通过铰接机构改变旋转斜盘和传动轴之间的夹角。活塞可运行地连接到旋转斜盘的外圆周部分上，因此当传动轴旋转时，产生活塞的往复运动，从而吸入或排出致冷剂。而且，能够通过控制曲柄室的压力来改变旋转斜盘相对于传动轴的角度，以便改变活塞的冲程。

在上面提及的传统的压缩机中，由于径向和轴向负载通过旋转斜盘或耳板作用在传动轴上，所以在径向和轴向必须提供承受负载的轴承。而且，由于壳体内侧和外侧的压力的差别，必须在壳体和传动轴之间的间隙中提供密封件。进一步，必须提供一个在减小活塞冲程的方向连续偏压旋转斜盘的盘簧。盘簧通常缠绕在旋转斜盘和耳板之间的传动轴上。

用于容纳轴承、密封件和盘簧的空间增加了压缩机的整个长度，并减少了这种结构在狭小压缩机空间中布置的自由度。

为了消除这些缺点，在日本(未审查专利公开)No8-312529公开的压缩机中，在径向承受负载的径向轴承设置在紧固到传动轴上的耳板和壳体之间。沿着传动轴的圆周，耳板具有安装密封件的凹槽，使得密封件与轴承在传动轴的轴向上重叠。

在日本No9-60587公开的压缩机中，盘簧安装在沿着传动轴的圆周方向形成在耳板的凹槽中，使得盘簧能移动到压缩机的前侧。

然而，在日本No8-312529公开的压缩机中，所述改进仅在于轴承和密封件的布置，而在JPNo8-312529中，没有具体的针对由于盘簧的存在导致压缩机的整个长度增加这一缺点的解决方案。在日本No9-60587公开的压缩机中，盘簧、轴承和密封件沿传动轴的轴向成一行地布置在传动轴上。按照这种布置，如果安装盘簧的凹槽的深度在压缩机向前的方向上增加了，耳板和传动轴的紧固部分的强度将是不足够的，而且在JPNo9-60587没有考虑压缩机整个长度的减小。

本发明的一个目的是提供一种压缩机，其中不仅能减小(小型化)压缩机的整个长度而不减弱旋转支撑件的强度，而且能确保旋转支撑件和传动轴之间的刚性连接。

为了实现上述目的，按照本发明，提供了一种压缩机，其中传动轴可转动地支撑在壳体中，在壳体中形成曲柄室；形成壳体的一部分的缸体中具有缸筒；活塞安装在缸筒中以便往复运动；旋转支撑件紧固到传动轴上以便与轴一起旋转；凸轮盘通过一将凸轮盘连接到旋转支撑件上的铰接机构可运行地连接到旋转支撑件上，以便与旋转支撑件一起旋转并改变相对于传动轴的角度；所述活塞可运行与凸轮盘连接，使得传动轴的旋转导致活塞往复运动，从而吸入和排出致冷剂，并使得能通过改变凸轮盘相对于传动轴的角度改变活塞的冲程，其中径向轴承设置形成在旋转支撑件的凸起部分的外圆周表面和壳体之间，以便支撑轴承，盘簧缠绕在凸轮盘和旋转支撑件之间的传动轴上，以便在减小活塞的冲程的方向偏压凸轮盘，所述盘簧插入弹簧接收部分中，该部分形成在旋转支撑件中与凸起部分相对的一侧，凸起部分的外圆周直径大于弹簧接收部分的直径。

按照这种结构，即使径向轴承和盘簧定位得在传动轴的轴向上彼此接近，由于径向轴承设置在凸起部分的外圆周上，而凸起部分的直径大于弹簧接收部分的直径，因此很容易在旋转支撑件和传动轴之间提供将旋转支撑件安装到传动轴上并与之接合所必需的接触表面面积。即，易于保持安装和接合旋转支撑件和传动轴的必要的强度。而且，可以防止弹簧接收部分过于接近设置有径向轴承的凸起部分的外圆周，因此能够容易地获得旋转支撑件本身的足够的强度。因此，压缩机在传动轴的轴向上的小型化(压缩机的整个长度的减小)能变得更方便。

通过对本发明下述优选实施例以及附图的说明，将更全面的理解本发明。

在附图中：

图1是本发明一个实施例的压缩机的示意剖面图；

图2是沿图1中线Ⅹ-Ⅹ截取的剖面图。

下面将参照图1和2讨论本发明的一个实施例。

图1中所示的压缩机C由缸体1、紧固到缸体前端的前壳体2和通过阀形成体3与缸体1的后端连接的后壳体4组成。缸体1、前壳体2、阀形成体3和后壳体4通过多个贯穿螺栓5(在本实施例中为五个)(图1中未示出，但示于图2中)相互固接，以构成压缩机C的壳体。缸体1和前壳体2包围的空间构成曲柄室6。传动轴7可转动地设置在曲柄室6中。弹簧8、后径向轴承9A和后推力轴承10A布置在形成在缸体1中央的凹槽中。用作旋转支撑件的耳板11装配并紧固到传动轴7上，以便在曲柄室6中与其一起旋转。前径向轴承9B和前推力轴承10B布置在耳板11和前壳体2的内壁之间。传动轴7和与其一体的耳板11在推力方向(传动轴的轴向方向)的位置由后推力轴承10A和前推力轴承10B确定，后推力轴承10A在向前的方向受到弹簧8的偏压。密封件2A设置在前壳体2的内壁和驱动轴7之间，用来密封它们之间的间隙。

驱动轴7的前端通过一动力传输机构(未示出)可运转地连接到作为外部驱动源的汽车发动机(未示出)上。动力传输机构可以是离合器机构(电磁离合器)，按照外部电子控制驱动这种离合器以传输或中断动力，或者动力传输机构没有离合器，即是一种连续传输动力的永久连接型动力传输机构(例如，皮带和滑轮的组合)。在本实施例中，使用了永久连接型动力传输机构。

如图1中所看到的，作为凸轮盘的旋转斜盘12布置在曲柄室6中。旋转斜盘12在其中央部分设有一个通孔，传动轴7穿过该孔。旋转斜盘12通过铰接机构13可运转地连接到耳板11和传动轴7上。铰接机构13由两个从耳板11的后表面突出的支撑臂14(仅示出一个)和两个由旋转斜盘12的前表面突出的导向销15(仅示出一个)组成。每个支撑臂14设有一个构成导向部分的导向孔14A，从而导向销15插入相应的导向孔14A并与其接合。由于支撑臂14和导向销15的接合及旋转斜盘12与传动轴7在旋转斜盘的中央通孔中的接触，旋转斜盘12可以与耳板11和传动轴7同步地旋转，并且当在轴向产生相对于传动轴的滑动运动时可相对于传动轴7倾斜。

盘簧16缠绕在耳板11和旋转倾盘12之间的传动轴7上。盘簧16在接近缸体1的方向，即在减小旋转斜盘12的倾斜角的方向偏压旋转斜盘12。在本实施例中要注意，旋转斜盘12的倾斜角的定义是：旋转斜盘12和垂直于传动轴7的假想平面之间的角度。

缸体1具有多个环绕传动轴7设置的缸筒1a(图1中仅示出其中一个)。缸筒1a的后端由阀形成体3封闭。一端具有活塞头的活塞17安装在各缸筒1a中，以便往复运动。因此，在各缸筒1a中构成一个压缩室，压缩室的体积随活塞17的往复运动变化。各活塞17在其前端通过一对靴形件18与旋转斜盘12的外圆周部分接合，致使活塞17可运转地连接到旋转斜盘12上。因此，当旋转斜盘12与传动轴7同步旋转时，旋转斜盘12的旋转运动转变成活塞17的与旋转斜盘的倾斜角相对应的冲程的往复直线运动。

在阀形成体3和后壳体4之间形成中央排放室21和围绕排放室21的吸入室22。阀形成体3由一个叠放在另一个上的吸入阀形成板3A、开口形成板3B、排放阀形成板3C和固定器形成板3D构成。阀形成体3的形成板件是叠放的，并通过螺栓3E和螺母3F相互连接。阀形成体3为各个缸筒1a设有一个吸入口23和一个开启和关闭收入口23的吸入阀24，以及设有一个排放口25和一个开启和关闭排放口25的排放阀26。缸筒1a通过相应的吸入口23与吸入室22连通，并通过相应的排放口25与排放室21连通。

排放室21通过供气通道30与曲柄室6连通。供气通道30中设有一个控制阀31。吸入室22通过一个排气通道32与曲柄室6连通。

控制阀31具有电磁阀部分33和阀体34，阀体通过阀杆与电磁阀部分33连接。电磁阀部分33受到基于控制器计算机的信号的、驱动电路(未示出)提供的电力的驱动，改变了阀体34的位置，从而控制供气通道30的打开区域。对控制阀31的打开角度的控制使通过供气通道进入曲柄室6的高压气体的数量与通过排气通道32从曲柄室6排出的气体的数量相等，以便确定曲柄室的压力Pc。

后壳体4设有排放通道21A和吸入通道22A，来自排放室21的致冷剂从排放通道排出，并从吸入通道进入吸入室22。排放通道21A和吸入通道22A通过一外部致冷剂管路40连通。

前壳体2的圆筒形部分2B从前壳体2的内壁向后伸出，前径向轴承9B设置在圆筒形部分2B和耳板11的凸起部分11A的前侧和外侧圆周之间。因此，传动轴7的前端通过耳板11的凸起部分11A被支撑着，以便相对于压缩机C的壳体旋转。

在凸起部分11A的前内圆周面上设置一密封接收部分11B，密封件2A插入该部分，并以这样一种方式布置密封件，使密封件在传动轴7的轴向方向与前径向轴承9B部分重叠。密封接收部分11B由形成在凸起部分11A的前端的圆形横截面的凹槽构成，因此密封件2A能插入在凹槽和传动轴7的外圆周面之间的环形间隙中。在耳板11远离凸起部分11A的后端上设置有弹簧接收部分11C，一部分盘簧16插在其中。弹簧接收部分11C由圆形横截面的凹槽构成，因此盘簧16布置在凹槽和传动轴7的外圆周面之间形成的环形空间中。凸起部分11A的外径大于密封接收部分11B的直径和弹簧接收部分11C的直径。

如在图1和2中看到的，在旋转斜盘12的前表面上设有两个销支撑部分12A。导向销15压配在销支撑部分12A的相应的凹槽中。盘簧16压靠在形成于旋转斜盘12中的弹簧座12B中，从而向缸体1偏压旋转斜盘12。弹簧座12B这样形成，可使盘簧16的位置比导向销15更接近耳板11。如图2所示，两个销支撑部分12A的位置靠近传动轴7，致使销支撑部分12A与盘簧16在传动轴7的径向和轴向部分重叠。

下面将讨论如上构造的压缩机的运转。

当动力通过动力传输机构从汽车发动机传输到传动轴7时，旋转斜盘12与传动轴7一起旋转。旋转斜盘12的旋转导致活塞17以与旋转斜盘12的倾斜角对应的冲程作往复运动，从而在各个缸筒1a中顺序地和重复地执行致冷剂的吸入、压缩和排出。

如果冷却负载大，控制器计算机向驱动电路发出一个增加电流值的命令信号给电磁阀部分33。按照来自响应命令信号的驱动电路的电流值的变化，电磁阀部分33增加偏压力，以便减小由阀体34限定的供气通道30的开口面积。因此，由于阀体34的移动，供气通道30的开口面积增加。从而，通过供气通道30从排放室21提供给曲柄室6的高压致冷剂气体的数量减少了，因此曲柄室6的压力下降，旋转斜盘12的倾斜角增加，从而增加压缩机C的排量。当供气通道30完全关闭时，曲柄室6发生相当大的压力下降，相应的，旋转斜盘12的倾斜角变为最大，导致压缩机C的最大排量。

反过来，如果冷却负载低，电磁阀部分33降低偏压力，因此阀体34增加供气通道30的开口面积。从而，作为阀体34的运动的结果，曲柄室6的压力上升。由于曲柄室6的压力上升以及盘簧16的偏压力的增大，旋转斜盘12的倾斜角减小，压缩机C的排量减小。当供气通道30完全打开时，曲柄室6的发生相当大的压力上升，旋转斜盘12的倾斜角变为最小，从而导致压缩机C的排量最小。

本实施列具备以下优点。

(1)前径向轴承9B设置在耳板11前侧的凸起部分11A的外圆周表面上，盘簧16插入形成在耳板11后侧的弹簧接收部分11C。凸起部分11A的外圆周部分的直径大于弹簧接收部分11C的直径，前径向轴承9B设置在凸起部分11A上。因此，如果前径向轴承9B和盘簧16在传动轴7的轴向上相互靠近定位，则可以提供一大得足以在耳板11和传动轴7之间建立刚性配合和连接的接触面而没有困难。即，可以使耳板11和传动轴7之间的连接强度保持在一必要值。而且，由于可以防止设置有前径向轴承9B的凸起部分11A的外圆周部分过于接近弹簧接收部分11C，因此可以保持耳板11本身的强度。因此，能够容易地将压缩机C制造得尺寸小(轴向长度短)。

(2)盘簧16压靠弹簧座12B，从而向缸体1的方向偏压旋转斜盘12，形成弹簧座12，使得盘簧16的定位比导向销15更接近耳板11。即，盘簧16和导向销15在传动轴7的轴向上不重叠。因此，如果导向销15在传动轴7的径向上移动并靠近传动轴7定位，不会发生与容纳盘簧16的空间的干扰。进一步，导向销的运动不会影响盘簧16的偏压操作。即，能够容易地接近传动轴7布置导向销15。因此，由于这种紧凑的结构能容易地实现旋转斜盘12的小型化。

(3)密封接收部分11B设置在凸起部分11A的内圆周表面上，在凸起部分11A的外圆周上设置有前径向轴承9B。密封件2B布置在密封接收部分11B中，致使密封件2A与前径向轴承9B在传动轴7的轴向上重叠。因此，压缩机C在传动轴7的轴向的小型化(减小压缩机的重叠长度)能够更为方便。

(4)由于前径向轴承9B的内径大于密封件2A的外径，所以在前径向轴承9B装配前壳体2的圆筒形部分2B中后，可以将密封件2A插入前径向轴承9B的内圆周中，从而导致组装效率的提高。

(5)前径向轴承9B设置在凸起部分11A的外圆周表面上，凸起部分11A的直径大于传动轴7。即，前径向轴承9B的直径大于直接设置传动轴7上的轴承的直径。那就是说，与前径向轴承9B直接设置在传动轴7的结构相比，可承受的在径向上作用在传动轴7的负载增加了。因此，如果不需要增加负载能力，就能够缩短前径向轴承9B的轴向长度。结果是，压缩机C可以做得更小。

本发明不限于所说明的实施例，并可以作如下改进。

可以以这样一种方式布置旋转斜盘12的弹簧接收部分12B，即盘簧16在传动轴7的轴向上与导向销15重叠。按照这种结构，可以使压缩机C在轴向上更小。

可以这样将密封件2A设置在耳板11的前侧，以使其不与前径向轴承9B在传动轴7的轴向上重叠，从而在耳板11上不设置密封接收部分11B。

耳板11可以是铸造的。可以将一个衬套装配在凸起部分11A的外圆周上，该衬套用作前径向轴承9B的内轴承圈。按照这种结构，可以减少要加工的耳板11的部位的个数，从而导致制造成本的降低。

前径向轴承9B的内径大于密封件2A的外径。

尽管在所述的实施例中导向销15压配并紧固在销支撑部分12A中，除了压配以外，可以用焊接或螺栓等紧固导向销。

导向销15和销支撑部分12A可以与旋转斜盘12一体地形成，而不需用单独的工件制造它们。

铰接机构13可以由设置在旋转斜盘12上的第一臂、设置在第一臂上的第二臂、形成在第一和第二臂之一上的导向孔、形成在另一臂上的安装孔、和穿过安装孔的销，所述销具有一个插入导向孔的凸起部分。

正如由上述讨论可以理解的，按照本发明，不仅可以减小(小型化)压缩机在轴向上的整个长度，而且可以保持旋转支撑的强度和旋转支撑与传动轴之间的刚性连接。

虽然为说明的目的，参照选择的具体实施例描述了本发明，但显然本领域的技术人员可以对此作出各种改进而不背离本发明的基本概念和范围。

Claims (7)

1．一种压缩机，其中传动轴可转动地支撑在壳体中，在壳体中形成曲柄室；形成壳体的一部分的缸体具有缸套；活塞安装在缸筒中以便往复运动；旋转支撑件紧固到传动轴上以便与轴一起旋转；凸轮盘通过一铰接机构连接到旋转支撑件上，以便与旋转支撑件一起旋转并改变相对于传动轴的角度；所述活塞与凸轮盘连接，使得传动轴的旋转导致活塞往复运动，从而吸入和排出致冷剂，并使得能通过改变凸轮盘相对于传动轴的角度改变活塞的冲程，其中

径向轴承设置在形成在旋转支撑件上的凸起部分的外圆周表面和壳体之间，以便支撑传动轴，

盘簧缠绕在凸轮盘和旋转支撑件之间的传动轴上，以便在减小活塞的冲程的方向偏压凸轮盘，所述盘簧插入弹簧接收部分中，该部分形成在旋转支撑件中与凸起部分相对的一侧，

凸起部分的外圆周直径大于弹簧接收部分的直径。

2．按照权利要求1的压缩机，其特征在于所述铰接机构通过压配在凸轮盘中的销和形成在支撑臂上的导向部分的接合来连接凸轮盘和旋转支撑件，所述支撑臂从旋转支撑件向凸轮盘伸出，所述盘簧的位置比销更接近旋转支撑件。

3．按照权利要求1的压缩机，其特征在于所述旋转支撑件是铸造的，并且用作径向轴承的内轴承圈的衬套装配在凸起部分的外圆周表面上。

4．按照权利要求1的压缩机，其特征在于密封件设置在形成在凸起部分中的密封接收部分中，以密封在壳体和传动轴之间的间隙，密封接收部分的直径小于凸起部分的外圆周的直径。

5．按照权利要求2的压缩机，其特征在于密封件设置在形成在凸起部分中的密封接收部分中，以密封在壳体和传动轴之间的间隙，密封接收部分的直径小于凸起部分的外圆周的直径。

6．按照权利要求4的压缩机，其中径向轴承的内径大于密封件的外径。

7．按照权利要求5的压缩机，其中径向轴承的内径大于密封件的外径。

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