專利名稱：在具有雙頭活塞的旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機中的軸承布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有雙頭活塞的旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機，具體來說，涉及在旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機中用于支承軸向負(fù)載的改進型止推軸承布置。
旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機往往用于機動車輛的制冷系統(tǒng)中。例如，日本的未審定專利申請公開文本64—63669號中公開了一種旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機，其中，一旋轉(zhuǎn)斜盤固定在一驅(qū)動軸上，該驅(qū)動軸由前、后徑向軸承和前、后止推軸承可轉(zhuǎn)動地支承在缸體上。缸體包括前后布置的缸體半部，前、后殼體安裝在缸體上。前止推軸布置在缸體前內(nèi)壁部分和旋轉(zhuǎn)斜盤的輪轂之間，后止推軸承布置在旋轉(zhuǎn)斜盤的輪轂和缸體的后內(nèi)壁部分之間。前、后缸體半部和前、后殼體借助緊固裝置如緊固螺栓緊固在一起，前、后止推軸承被同時由緊固螺栓緊固在上述輪轂和壁部之間。
止推軸承包括內(nèi)圈、外圈、滾柱和護圈。具有較大直徑的第一環(huán)形支承凸起設(shè)置在旋轉(zhuǎn)斜盤輪轂的相對兩表面上，因此，使止推軸承的內(nèi)圈抵靠第一環(huán)形支承凸起。具有較小直徑的第二環(huán)形支承凸起設(shè)置在缸體壁部相對兩表面上，因此，使止推軸承的外圈抵靠第二環(huán)形支承凸起。每個止推軸承夾在第一和第二環(huán)形支承凸起之間，并且當(dāng)擰緊緊固螺栓以裝配壓縮機時，由于第一和第二環(huán)形支承凸起的直徑差，每個止推軸承可以變形，因而，止推軸承的彈性變形可以吸收軸向長度或緊固螺栓緊固力的變化。
但是，在上述止推軸承布置中，內(nèi)、外圈、滾柱，以及護圈承受較大的負(fù)載，因而需要很高質(zhì)量的控制。另外，止推軸承的壽命會被縮短，壓縮機的可靠性會受到影響。
旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機也包括一電磁離合器，壓縮機通過電磁離合器被車輛的發(fā)動機驅(qū)動。當(dāng)電磁離合器接通，壓縮機被驅(qū)動時，冷卻氣體被壓縮，壓縮反作用力作用在旋轉(zhuǎn)斜盤上。然后，壓縮反作用力被傳遞到止推軸承并由其支承。由于第一和第二環(huán)形支承凸起的直徑差的止推軸承的彈性變形布置，可以認(rèn)為是一種在旋轉(zhuǎn)斜盤兩側(cè)設(shè)置彈簧件的布置的等同布置。壓縮反作用力包括在旋轉(zhuǎn)斜盤上的一個力矩，布置在旋轉(zhuǎn)斜盤兩側(cè)的彈簧件相互干涉會引起旋轉(zhuǎn)斜盤不穩(wěn)定地振蕩。這種振蕩會引起噪音，包括在高速轉(zhuǎn)動中出現(xiàn)可聽到的高頻分量。
另外，日本未審定的實用新型申請公開文本第54—170410號公開了一種旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機，其中，旋轉(zhuǎn)斜盤的輪轂和缸體的內(nèi)壁部分具有面對的平支座，每個止推軸承剛性地布置在輪轂和缸體壁部的面對的平支座之間。但是，在這種布置中，很難控制軸向緊固長度，即，緊固螺栓的緊固力。如果被緊固螺栓緊固的零件是鋁合金制造的，那么就不可能吸收因鋁合金熱膨脹引起的緊固力變化。
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機，它具有減小的振蕩、噪音和簡單的結(jié)構(gòu)，其中止推軸承的壽命可以延長。
按照本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機包括一個缸體，該缸體包括軸向布置的前、后缸體半部，所述缸體具有一個中心孔，多個圍繞中心孔的缸孔，一個與中心孔相交的曲軸室，內(nèi)壁部分具有布置在其中的所述中心孔和軸向相對的前、后支座；前、后殼體與裝在缸體上并具有中心孔；雙頭活塞布置在有關(guān)的缸孔中以形成活塞兩側(cè)的壓縮室；一根驅(qū)動軸插在前殼體和缸體的中心孔中，并由前、后徑向軸承和前、后止推軸承可轉(zhuǎn)動地支承；以及一旋轉(zhuǎn)斜盤布置在曲軸室中并固定在傳動軸上以便接合活塞，使活塞往復(fù)運動，所述旋轉(zhuǎn)斜盤具有一輪轂，該輪轂具有軸向相對的前、后支座，旋轉(zhuǎn)斜盤的輪轂的前、后支座分別面向缸體的內(nèi)壁部分的前、后支座。該壓縮機的特征在于；前、后止推軸承之一剛性地布置在一對面對的支座之間；前、后止推軸承中的另一個布置在另一對面對的支座之間；以及一貝氏彈簧布置在所述另一個止推軸承和旋轉(zhuǎn)斜盤的輪轂的支座之間。
在上述布置中，缸體半部、殼體和止推軸承可以借助緊固螺栓緊固在一起，旋轉(zhuǎn)斜盤夾在兩止推軸承之間。軸向緊固長度或緊固螺栓的緊固力的變化可由貝氏彈簧的緩沖作用吸收，從而可以方便且穩(wěn)定地控制緊固螺栓的緊固力。另外，與缸體相比較，止推軸承和旋轉(zhuǎn)斜盤具有更好的耐磨性，貝氏彈簧布置在止推軸承和旋轉(zhuǎn)斜盤之間。因此，貝氏彈簧隨旋轉(zhuǎn)斜盤移動時出現(xiàn)的對止推軸承和旋轉(zhuǎn)斜盤的支座的損害可以很小，因而不必采取任何防止支座損壞的措施，例如，不必設(shè)置專門的板或類似的裝置來接納貝氏彈簧。
當(dāng)驅(qū)動壓縮機時，在壓縮反作力的基礎(chǔ)上，一個力矩作用在旋轉(zhuǎn)斜盤上。剛性固定，無緩沖作用的止推軸承借助剛性布置有效地限制了旋轉(zhuǎn)斜盤的不穩(wěn)定振蕩，另一方面，可變的軸向負(fù)載有效地被貝氏彈簧的緩沖作用吸收。
壓縮機最好包括一個電磁離合器，它連接在驅(qū)動軸的前端上，被剛性支承的止推軸承布置在旋轉(zhuǎn)斜盤的后側(cè)。
電磁離合器具有一個通過彈性件連接在驅(qū)動軸上的銜鐵，當(dāng)銜鐵被收引時，驅(qū)動軸承受一個在向后方向上的力。如果貝氏彈簧布置在旋轉(zhuǎn)斜盤的后側(cè)，貝氏彈簧則被彈性變形，使驅(qū)動軸可以在向后的方向上移動，因此，抵銷了剛性支承的止推軸承對旋轉(zhuǎn)斜盤的不穩(wěn)定振蕩的限制作用。但是，事實上，由于被剛性支承的止推軸承布置在旋轉(zhuǎn)斜盤之后(且貝氏彈簧布置在旋轉(zhuǎn)斜盤的前側(cè))，因而被剛性支承的止推軸承抵抗銜鐵的向后方向的力，剛性地支承著旋轉(zhuǎn)斜盤，有效地防止了旋轉(zhuǎn)斜盤的不穩(wěn)定振蕩。
前徑向軸承布置的位置最好使旋轉(zhuǎn)斜盤的輪轂的軸向中點和前徑向軸承之間的距離大于旋轉(zhuǎn)斜盤的輪轂的軸向中點和后徑向軸承之間的距離，被剛性支承的止推軸承最好布置在旋轉(zhuǎn)斜盤的前側(cè)。
確定一對徑向軸承之間的距離時要考慮到驅(qū)動軸的彎曲和傾斜，壓縮反作力引起的，作用在旋轉(zhuǎn)斜盤上的力矩主要由三個零件支承，即由被剛性支承的止推軸承、驅(qū)動軸和布置在旋轉(zhuǎn)斜盤的與剛性支承的止推軸承的相反側(cè)的徑向軸承所支承。在上述距離關(guān)系中，由于在旋轉(zhuǎn)斜盤的面對被剛性支承的止推軸承的支承座和后徑向軸承之間的距離可以被減小，驅(qū)動軸上的彎曲變小，作用在被剛性支承的止推軸承上的負(fù)載被減小，因而可以防止可能出現(xiàn)的剝落。
現(xiàn)對照以下附圖詳述推薦實施例，以便進一步闡明本發(fā)明。


圖1是按照本發(fā)明第一實施例的旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機的局部剖視圖；圖2是按照本發(fā)明第二實施例的旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機的局部剖視圖；圖3是整個壓縮機的剖視圖。
圖3表示一個旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機10。壓縮機10包括一個具有前、后缸體半部12和14的缸體。前殼體16通過一閥板18連接在缸體半部12上，后殼體20則通過一閥板22連接在后缸體半部14上。多個緊固螺栓24從前殼體16通過缸體半部12和14伸至后殼體20以便將這些零件緊固在一起。閥板18和22具有以公知方式設(shè)置的抽吸閥和放泄閥，殼體16和20具有以公知的方式布置的抽吸室和放泄室。
缸體具有一中心孔26，多個繞中心孔26布置的缸孔28，以及一個與中心孔26和缸孔28相交的曲軸室30。雙頭活塞32可往復(fù)移動地插在各缸孔28中。驅(qū)動軸34插在前殼體16的中心孔和缸體的中心孔26中，并由前、后徑向軸承36和38和前、后止推軸承40和42支承。一旋轉(zhuǎn)斜盤44設(shè)在曲軸室28中并固定在驅(qū)動軸34上，以便通過半球形蹄塊46與活塞32的中部接合。因此，當(dāng)驅(qū)動軸34轉(zhuǎn)動時，雙頭活塞32可由旋轉(zhuǎn)斜盤44往復(fù)式地移動。
一電磁離合器48安裝在驅(qū)動軸34的左端。電磁閥48包括一個具有皮帶輪部分50a和摩擦盤部分50b的環(huán)形轉(zhuǎn)子48，一個具線圈52a的定子52，以及一個面對摩擦盤部分50b的銜鐵54。銜鐵54通過一個彈性圈58連接在一轂件56上，轂件56固定在驅(qū)動軸34的左端。皮帶輪部分50a可由車輛的發(fā)動機驅(qū)動。當(dāng)向線圈52供送電流時，銜鐵54被吸向摩擦盤部分50b，因而驅(qū)動軸可由發(fā)動機通過轉(zhuǎn)子48、銜鐵54和轂件56驅(qū)動，而彈性環(huán)58被彈性變形。因此，驅(qū)動軸34承受銜鐵54的在向后方向的力。因此，當(dāng)壓縮機被驅(qū)動時，活塞32被往復(fù)移動以反復(fù)抽吸和壓縮沖程。冷卻氣體被引入缸孔30中活塞32兩側(cè)的壓縮室中，在壓縮室中被壓縮，并放泄。
圖1表示圖3中的壓縮機10一部分的細(xì)節(jié)。旋轉(zhuǎn)斜盤44具有一個轂部44a，轂部44a有一個前支座44b和一個后支座44c。前、后缸體半部12和14具有帶中心孔26的內(nèi)壁部分12a和14a。前內(nèi)壁部分12a具有一個前支座12b，后內(nèi)壁部分14a具有一個后支座14b。推力軸承40和42各具有一內(nèi)圈40a或42a，一外圈40b或42b，以及滾柱40c或42c。
后支座14b和后支座44c具有軸向相對，徑向平行的平面。后推力軸承42布置在后支座14b和后支座44c之間，使內(nèi)圈42a緊密接觸后支座44c，外圈42b緊密接觸后支痤14b。因此，后止推軸承42穩(wěn)定、剛性地固定在后支座14b和后支座44c之間。
前支痤12b和前支座44b也包括軸向相對且徑向平行的平面。但是，旋轉(zhuǎn)斜盤44的輪轂44a的前支座44b必須完全是平的，但是只有一個環(huán)形部分是平的，環(huán)形部分的中央部分凹陷以便于精確地機加工，如圖1所示。前止推軸承40設(shè)在前支座12b和前支座44b之間，一貝氏彈簧設(shè)在前止推軸承40和旋轉(zhuǎn)斜盤44的輪轂44a的前支座44b之間。
在這種布置中，缸體半部12和14、殼體16和20，以及止推軸承40和42可借助螺栓24緊固在一起，使旋轉(zhuǎn)斜盤44固定在止推軸承40和42之間。軸向緊固長度或緊固螺栓24的緊固力會出現(xiàn)變化，但是這種變化由貝氏彈簧60的緩沖作用所吸收，從而可以方便且穩(wěn)定地控制緊固螺栓24的緊固力。
另外，貝氏彈簧60抵靠由耐磨材料制成的旋轉(zhuǎn)斜盤44的支座44b，因而貝氏彈簧60隨旋轉(zhuǎn)斜盤44移動時出現(xiàn)的對旋轉(zhuǎn)斜盤的支座44b的損傷是小的，不必采取防止對支座44b的損傷的任何措施，例如，不必設(shè)置一專用板或類似裝置以接納貝氏彈簧。另外，可以適當(dāng)?shù)剡x擇彈簧常量來控制旋轉(zhuǎn)斜盤支承結(jié)構(gòu)的剛度。
當(dāng)壓縮機被驅(qū)動時，在壓縮反作用力的基礎(chǔ)上，一個力矩作用在旋轉(zhuǎn)斜盤上。剛性地固定，因而無緩沖作用的后止推軸承42借助其剛度可有效地防止旋轉(zhuǎn)斜盤44的不穩(wěn)定振蕩，另一方面，軸向負(fù)載的變化可以由貝氏彈簧60的緩沖作用有效地吸收。因此，根據(jù)對上述的壓縮機和采用可彈性變形的止推軸承的現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機的耐久性對比試驗，結(jié)果表明，300小時后在普通止推軸承中出現(xiàn)疲勞破壞，但是超過1000小時才在上述實施例的止推軸承中出現(xiàn)疲勞破壞。
貝氏彈簧60可以布置在旋轉(zhuǎn)斜盤44的輪轂的任意側(cè)。但是，當(dāng)壓縮機包括連接在驅(qū)動軸34的前端上的電磁離合器48時，當(dāng)銜鐵被吸引時驅(qū)動軸34承受在壓縮機的向后的方向上的力。因此，在這種情況下，被剛性支承的止推軸承42最好設(shè)在旋轉(zhuǎn)斜盤44的后側(cè)，貝氏彈簧60最好設(shè)在旋轉(zhuǎn)斜盤44的前側(cè)，從而使被剛性支承的止推軸承可抵抗在向后方向上的力而剛性地支承旋轉(zhuǎn)斜盤44，有效地防止旋轉(zhuǎn)斜盤的不穩(wěn)定振蕩。
圖2表示本發(fā)明的另一個實施例。圖1和3所示壓縮機10的基本布置也適用于本實施例。因此，驅(qū)動軸34可轉(zhuǎn)動地由前、后徑向軸承36和38，以及前、后止推軸承40和42支承，止推軸承40和42之一是剛性固定的。另外，貝氏彈簧60布置在另一止推軸承和旋轉(zhuǎn)斜盤44之間，這類似于圖1的實施例。但是，在圖2中，被剛性支承的止推軸承是前止推軸承40，支座由影線表示。
在這種壓縮機中，前、后徑向軸承36和38之間的距離“L”越長，驅(qū)動軸34容易彎曲得越大。另一方面，距離“L”越短，驅(qū)動軸34容易傾斜得越大。因此，確定距離“L”時通常要考慮到，驅(qū)動軸34的彎曲和傾斜都要適當(dāng)?shù)厥艿娇刂?。這樣確定的距離“L”可以分成旋轉(zhuǎn)斜盤44的輪轂44a的軸向中點“S”和前徑向軸承36之間的距離“a”和輪轂44a的中點“S”和后徑向軸承38之間的距離“b”。如果距離“L”以簡單的方式分成相等的距離“a”和“b”，那么，被剛性支承的止推軸承40和后徑向軸承38之間的距離“c”就是確定的。
壓縮反作用力引起的，作用在旋轉(zhuǎn)斜盤44上的力矩主要由下述三零件支承被剛性支承的止推軸承40、驅(qū)動軸34和旋轉(zhuǎn)斜盤44的與被剛性支承的止推軸承40相反一側(cè)的徑向軸承38。驅(qū)動軸34的彎曲和作用在止推軸承40上的負(fù)載具有與距離“c”成正比增加的傾向。
因此，設(shè)置徑向軸承36的位置最好使旋轉(zhuǎn)斜盤44的輪轂44a的軸向中點S和前徑向軸承36之間的距離“a”長于輪轂44a的中點S和后徑向軸承38之間的距離“b”，并且將被剛性支承的止推軸承40設(shè)在旋轉(zhuǎn)斜盤44的前側(cè)。這樣就可以縮短被剛性支承的止推軸承40和后徑向軸承38之間的距離“c”。
在上述的距離關(guān)系中，驅(qū)動軸34的彎曲變小，作用在被剛性支承的止推軸承40上的負(fù)載減輕，因而能夠防止可能出現(xiàn)的剝落(flaking)。
如上所述，按照本發(fā)明可以吸收壓縮機裝配中軸向緊固長度的變化，并減小旋轉(zhuǎn)斜盤的不穩(wěn)定振蕩，從而減小壓縮機高速動轉(zhuǎn)中壓縮機的振蕩和噪音，并提高止推軸承的壽命。另外，將被剛性支承的止推軸承布置在旋轉(zhuǎn)斜盤的后側(cè)，可以對付電磁離合器引起的，作用在驅(qū)動軸上的力。另外，設(shè)置前徑向軸承的位置時使旋轉(zhuǎn)斜盤輪轂的軸向中點和前徑向軸承之間距離長于輪轂軸向中點和后徑向軸承之間的距離，并且將被剛性支承的止推軸承設(shè)在旋轉(zhuǎn)斜盤的前側(cè)，這樣可以減小驅(qū)動軸的彎曲和作用在被剛性支承的止推軸承上的負(fù)載，從而防止可能出現(xiàn)的剝落。另外，使前徑向軸承趨近電磁離合器，這可以減輕由于驅(qū)動軸重心偏置而引起的驅(qū)動軸的振動，而上述驅(qū)動軸重心偏置是由于驅(qū)動軸以懸臂方式支承電磁離合器引起的。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機，它包括一個缸體，其包括軸向布置的前、后缸體半部，所述缸體具有中心孔，多個繞所述中心孔布置的缸孔，一個與中心孔和缸孔相交叉曲軸室，以及所述中心孔設(shè)在其中的，具有相對的前、后支座的內(nèi)壁部分；前、后殼體，其連接在缸體上且具有中心孔；雙頭活塞，其設(shè)置在各自的缸孔中，在所述活塞兩側(cè)形成壓縮室；一根驅(qū)動軸，其插在所述前殼體和缸體中，且由前、后徑向軸承和前、后止推軸承可轉(zhuǎn)動地支承；一個旋轉(zhuǎn)斜盤，其設(shè)在所述曲軸室中且固定在所述驅(qū)動軸上以接合活塞以便使活塞往復(fù)式移動，所述旋轉(zhuǎn)斜盤具有一輪轂，該輪轂具有軸向相反的前、后支座，所述旋轉(zhuǎn)斜盤的輪轂的前、后支座分別面向缸體的內(nèi)壁部分的前、后支座；前、后止推軸承之一剛性地設(shè)在一對相面對的支座之間；前、后止推軸承中的另一個設(shè)在另一對相面對的支座之間；以及一貝氏彈簧設(shè)在所述另一個止推軸承和旋轉(zhuǎn)斜盤的輪轂的支座之間。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機，其特征在于，還包括一個連接在所述驅(qū)動軸前端上的電磁離合器，其中，所述被剛性支承的止推軸承設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)斜盤的后側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機，其特征在于所述前徑向軸承設(shè)置的位置使所述旋轉(zhuǎn)斜盤輪轂的中點和所述前徑向軸承之間的距離長于旋轉(zhuǎn)斜盤輪轂的中點和所述后徑向軸承之間的距離，所述被剛性支承的止推軸承設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)斜盤的前側(cè)。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機包括雙頭活塞、旋轉(zhuǎn)斜盤和由徑向軸承和止推軸承可轉(zhuǎn)動支承的驅(qū)動軸。旋轉(zhuǎn)斜盤的輪轂具有前、后支座，缸體具有與旋轉(zhuǎn)斜盤的前、后支座相面對的前、后支座。一個止推軸承剛性地設(shè)置在面對的支座之間。另一止推軸承夾持在另一對相面對的支座之間，一個貝氏彈簧設(shè)置在止推軸承和輪轂的支座之間。
文檔編號F04B39/00GK1131730SQ9511975
公開日1996年9月25日 申請日期1995年11月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月22日
發(fā)明者道行広美, 橫井雅宣, 上田泰則, 池田勇人 申請人:株式會社豐田自動織機制作所