活塞導向裝置的製作方法

2023-05-08 14:51:41 2

專利名稱：活塞導向裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種活塞導向裝置，特別是涉及一種優化壓縮機中活塞運動的螺栓，這種壓縮機通過活塞往復運動壓縮製冷劑氣體。
活塞式壓縮機的殼體包括用螺栓相互固定在一起的前殼體、氣缸體和後殼體。在氣缸體中形成一組氣缸孔。曲柄室位於前殼體與氣缸體之間。旋轉軸可旋轉地支撐在曲柄室內。斜盤支撐在旋轉軸上並可隨旋轉軸一起旋轉。每一個氣缸孔內安裝有一個活塞。每個活塞通過滑靴連接在斜盤上。旋轉軸的旋轉運動藉助於斜盤轉換成活塞的直線往復運動。通過這種往復運動壓縮氣缸孔中的製冷劑氣體。
在上述壓縮機中，斜盤的旋轉力由滑靴傳遞給活塞。活塞傾向於繞自身軸線旋轉。活塞的轉動會引起活塞撞擊斜盤，這會引發噪音和振動。
日本未審查的實用新型公報第6-25573公開的壓縮機，具有防止活塞轉動的結構。如圖5所示，在接近每一活塞82的側而設置一組螺栓81。更確切地說，螺栓81位於一個圓上，或者說處在繞每一個活塞82的軸線S的旋轉軌道上。每一個活塞82緊靠在相應的螺栓上，以阻止活塞82的轉動。
但是，在上述公報中沒有揭示螺栓81的優化形狀。每一個螺栓81具有活塞82緊靠著的接觸部分83和擰入壓縮機殼體84中的螺紋部分81a。接觸部分83和螺紋部分81a做成具有相同直徑的結構，會帶來下述缺點。為了組裝到殼體中而插入每一個螺栓81時，要將螺紋部分81a穿過緊貼著活塞82的部分。螺紋部分81a往往與活塞82接觸。這樣，螺紋部分81a會因切掉一部分活塞82而毀壞活塞82。如果活塞82在殼體組裝時由此受損，活塞82刮傷部分會殘留在殼體中，引起壓縮機部件之間的損傷。
為了避免上述問題的發生，需要加大螺栓81的接觸部分83與活塞82之間的間隙。但是，大的間隙會加大活塞轉動的範圍。增加了活塞82撞擊螺栓81時所產生的噪音和振動。
因此，本發明的主要目的是提供一種可以行效地優化壓縮機中活塞運動並能確保壓縮機運轉平穩的結構。
本發明的另一目的是，提供一種限制壓縮機中活塞旋轉的結構，它能夠減少壓縮機的噪音和振動。
本發明的再一目的是，提供一種限制壓縮機中活塞旋轉的結構，該結構能夠保證在壓縮機組裝過程中壓縮機的部件免於受損。
為了獲得上述及其它目的，根據本發明提供一種用於限制活塞旋轉的改進結構。
根據本發明一方面，提供一種壓縮機，它具有前殼體、氣缸體和後殼體。兩個殼體和氣缸體用一組螺栓相互固定在一起。一組活塞在氣缸孔中往復運動，壓縮氣體。每一個所述的螺栓具有穿過殼體和氣缸體延伸的軸。凸輪盤支撐在驅動軸上，可隨驅動軸一起旋轉，將驅動軸的旋轉運動轉換成活塞在氣缸孔中的往復運動。活塞根據從凸輪盤傳遞的力繞自身軸線轉動，並緊靠在處於非常接近於活塞位置的螺栓軸上。轉動活塞緊靠在上述軸上，通過這種靠緊限制了活塞本身的轉動。螺栓軸的直徑大於在螺栓一端形成的螺紋部分的直徑。
根據本發明另一方面，在上述軸上安裝有一個套筒。套筒的外徑大於螺紋部分的外徑。
本發明的其它方面及優點，通過下文結合附圖以及根據本發明原理顯示的例子的描述，會更加清楚。
本發明及其目的和優點，可通過下文結合附圖的最佳實施例的描述，而得以理解。


圖1是根據本發明第一實施例的單頭活塞式可變容量壓縮機的橫截面圖。
圖2是去掉斜盤後的沿圖1中2-2截面剖開的橫截面圖。
圖3是根據另一實施例的壓縮機的局部放大橫截面圖。
圖4是根據再一實施例的螺栓末端部的局部側視圖。
圖5是表示現有技術壓縮機的局部放大橫截面圖。
如圖1和圖2所示，壓縮機的殼體包括前殼體11、氣缸體12及後殼體13。前殼體11安裝在氣缸體12的前端表面上，而後殼體13安裝在氣缸體12的後端表面上，閥板14位於氣缸體12和後殼體13之間。在前殼體11、氣缸體12及閥板14上形成一組通孔61。每個孔61從前殼體的前端面延伸到在後殼體13的前端部分所形成的螺紋孔61a處。這些孔61彼此以相等的間隔沿著部件11到14的圓周部分的圓布置。一組在其末端部形成有螺紋部分62a的螺栓62分別從前殼體11插入每一孔61中。然後，將每一螺紋部分62a擰入相應的螺紋孔61a中。以這種方式，通過這些螺栓62，將前殼體11和後殼體13固定在氣缸體12的兩端。
曲柄室15由前殼體11的內壁和氣缸體12的前端表面形成。旋轉軸16通過徑向軸承17可轉動地支撐在前殼體11和氣缸體12中。軸16通過離合機構例如電磁離合器與車輛發動機耦聯。當發動機運轉時，離合器可操作地將軸16與發動機連接，由此帶動軸16轉動。
唇型密封18設置在旋轉軸16和前殼體11之間，將曲柄室15與壓縮機的外部密封隔開。
凸輪盤19固定在曲柄室15中的旋轉軸16上。斜盤21由曲柄室15中的旋轉軸16支撐，可沿軸16的軸線L滑動並可相對於該軸線L傾斜。凸輪盤19帶有從其後端面圓周部分伸出的支撐臂24。在支撐臂24上形成有一對導向孔24a。臂24構成鉸接機構的一部分。斜盤21備有一對從其前端面伸出的導向銷25。每個銷25在其末端帶有一個導向球25a。導向銷25也構成鉸接機構的一部分。導向球25a分別可滑動地安裝在相應的導向孔24a中。
臂24和導向銷25的配合，允許斜盤21相對於旋轉軸16的軸線L傾斜並隨旋轉軸16一起旋轉。斜盤21的傾斜運動由導向球25a和導向孔24a之間的滑動以及斜盤21在軸16上的滑動導向。當斜盤21的中心部位朝氣缸體12移動時，斜盤21的傾角減少。
在凸輪盤19和氣缸體12之間的旋轉軸16上，安裝有一個環形限程器27。通過斜盤21靠在限程器27上，可以阻止斜盤21的傾角變得小於預定的最小傾角。斜盤21還備有一個在其前端面上一體形成的凸部28。通過凸部28緊靠在凸輪盤的後端面上，可以阻止斜盤21的傾角變成大於預定的最大傾角。
一組氣缸孔31穿過氣缸體12延伸。這些氣缸孔31的軸線沿著平行於旋轉軸16的軸線L的方向延伸，並以相等的間隔圍繞著該軸線L而布置。也可以將通孔61設置在氣缸孔31的外圓周上。在每一氣缸孔31中，安裝有一單頭活塞32。每個活塞32包括圓柱部分33和在圓柱33的前端(與斜盤21連接的端部)一體形成的連接部分34。每一圓柱部分33插入相應的氣缸孔31中，每一連接部分34帶有在其上形成的滑靴座34a。連接部分34也配置有一對在其兩側形成的限制器35。限制器35從圓柱部分33的圓周向外延伸。斜盤21藉助於一對容納在滑靴座34a上的滑靴36耦聯到每一活塞32的連接部分34上。斜盤21的旋轉運動通過滑靴36傳遞給每個活塞32，並轉換成每一活塞32在相應氣缸孔31中的直線往復運動。
在後殼體13中形成有一吸入室38和一排出室39。在閥板14上形成有數個吸入口40和數個排出口42。在閥板14上還形成若干個吸入閥閥片41。每一個吸入閥閥片41對應於一個吸入口40。在閥板14上也形成若干個排出閥閥片43。每個排出閥閥片43對應於一個排出口42。當每一活塞32在相應的氣缸孔31中從上死點移動到下死點時，吸入室38中的製冷劑氣體引起相應的吸入閥閥片41彎曲到打開的位置，並經過相應的吸入口40吸入到每一氣缸孔31中。當每一活塞32在相應的氣缸孔31中從下死點移動到上死點時，製冷劑氣體經過相應的排出口42在相應的排出閥閥片43彎曲到打開的位置時，排到排出室39中。在閥板14上固定有保持架44。通過閥片43和保持架44之間的接觸，限制每一排出閥閥片43的開度。
在前殼體11和凸輪盤19之間沒置有一止推軸承45。止推軸承45承受通過活塞32和斜盤21作用在凸輪盤19上的氣體壓縮的反作用力。
曲柄室15通過洩壓通路47與吸入室38相通，排出室39通過供給通路48與曲柄室15相通。在後殼體13上的供給通路48中安裝有容量控制閥49。容量控制閥49包括一閥室50。閥室50構成供給通路48的一部分。在閥室50中形成有閥口51。閥體52容納在閥室50中，用來打開或關閉閥口51。通過杆導向件54將隔膜室53與閥室50隔開。隔膜室53由隔膜55分成壓力感應室56和大氣室57。大氣室57與大氣相通。杆58由杆導向件54可滑動地支撐著並與帶隔膜55的閥體52相連接。壓力感應室56通過壓力感應通路59與吸入室38相通。因此，吸入室38中的製冷劑氣體通過壓力感應通路59吸入到壓力感應室56。這樣，藉助吸入壓力的變化而移動隔膜55。依此來改變閥口5的打開或供給通路48的打開。結果，改變了曲柄室15內壓力，這種變化改變了曲柄室15內的作用在每個活塞32的前端面上的壓力與氣缸孔31內的作用在活塞32後端面的壓力之間的壓差。由此而改變斜盤21的傾角。這使每個活塞32的衝程改變，結果引起壓縮機容量的變化。
如果製冷負載變大，吸入壓力高於設定值。因此，控制閥49減少供給通路48的開度。曲柄室15內的製冷劑氣體通過洩壓通路47釋放到吸入室38，曲柄室15內的壓力降低。使斜盤21的傾角最大化，由此增加活塞32的衝程。結果提高了壓縮機的容量，降低了吸入壓力。
如果製冷負載變小，吸入壓力低於設定值。因此，控制閥49增大供給通路48的開度。排出室39內的製冷劑氣體通過供給通路48流入曲柄室15中，曲柄室15內的壓力升高。斜盤21的傾角最小化，由此減少活塞32的衝程。結果，減少了壓縮機的容量，提高了吸入壓力。
用這種方式，控制閥49可改變斜盤21的傾角，改變壓縮機的容量，由此維持設定的吸入壓力值。該設定的吸入壓力值取決於彈簧71和彈簧72的彈力，彈簧71將閥體52推向閥口51，而彈簧72則克服彈簧71的彈力推動隔膜55。
每一螺栓62的軸部分62b穿過設置在相鄰一對限制器35之間的通孔61而延伸。對應於往復運動的限制器35位置的軸部分62b的範圍起接觸部分63的作用。接觸部分63和相應的限制器35之間的間隙儘可能地設置的小。在該最佳實施例中，所述接觸部分63的直徑大於螺紋部分62a的直徑。
如圖2所示，接觸部分63位於如圖中用雙點劃線所表示的每一限制器35的軌道上。因此，活塞32在繞自身軸線S的兩個方向的旋轉都會因該限制器35與接觸部分63的靠緊而受到限制。由此，可以防止活塞32與斜盤31的接觸，減少了噪音和振動。
接觸部分63的直徑大於螺紋部分62a的直徑。因此，儘可能地將接觸部分63和每一活塞32的限制器35之間的間隙調小，這並不會引起從前殼體11插入螺栓62而把殼體11到13組裝在一起時使螺紋部分62a靠近限制器35而通過。也就是說，螺紋部分62a和限制器35之間的間隙至少大於接觸部分63的半徑與螺紋部分62a的半徑之差。這樣，在將殼體元件11到13組裝在一起時，螺紋部分62a不會與活塞32接觸。換句話說，不會損傷活塞32，或因螺紋部分62a刮傷活塞32。該結構允許限制器35與接觸部分63之間的間隙儘可能地小，由此減少每個活塞32的轉動。結果，降低了因活塞32撞擊螺栓62而帶來的噪音或振動。
進一步，如圖1中圓部分的放大圖所示，在接觸部分63上使用了具有低摩擦阻力和高耐磨性的樹脂塗層C，例如，聚四氟乙烯(PTFE)。因此，限制器35在接觸部分63上的滑動，不會撞擊往復活塞32。塗層C也提高於螺栓62的使用壽命。
接觸部分63通過加大軸部分62b的直徑而與螺栓63做成整體。這樣，該最佳實施例的防止活塞32轉動機構不會增加壓縮機的零件數量。從而減少了壓縮機的製造工序數目，降低了壓縮機的製造成本。
下文將參照圖3敘述本發明的第二實施例。
在該實施例中，接觸部分66與螺栓65分開形成。特別是，空心圓筒形套筒67與螺栓65的軸部分65b配合，從而使接觸部分66的直徑大於螺紋部分65a的直徑。與限制器35接觸的套筒67這一部分起接觸部分66的作用。採用這種結構，可在不做任何變更的前提下使用傳統的螺栓65，因此消除了製造經過專門設計的螺栓的需求。活塞32往復運動時在接觸部分66上滑動，而套筒67有助於低摩擦阻力塗層C在該接觸部分66的表面上的應用。由於塗層C不用在螺紋部分65a上，所以，假如接觸部分66與螺栓65作成整體，在將塗層C加到接觸部分66上時，就需要把螺紋部分65a罩住。但是，由於套筒67是一個單獨的零件，因而可在不罩住的前提下對該套筒67進行塗覆。
雖然，只對本發明的兩個實施例進行了描述，但是，很明顯，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，還可以做出其它形式。特別是，可以理解，本發明還包括有下述實施形式。
(1)本發明適用於雙頭活塞式壓縮機，而且，也適用於具有取代斜盤21的凸輪如波形凸輪的壓縮機。
(2)本發明還適用於不帶電磁離合器的無離合器型活塞式壓縮機。
(3)如圖4所示，螺栓的直徑也可以是從螺紋部分到接觸部分逐漸增加的形式。這種結構更有助於螺栓的插入。
因此，這些例子和最佳實施例僅僅是為了說明本發明，並不構成對本發明的限定，本發明並不限於所給的細節，在附屬權利要求書的範圍或相當的範圍內，還可以對本發明做出其它改進。
權利要求
1.一種壓縮機的活塞導向裝置，包括用於優化活塞(32)運動的螺栓裝置(62、65)，所述的壓縮機包括用螺栓裝置(62、65)相互固定在一起的殼體組件(11、13)和氣缸體(12)，所述螺栓裝置(62、65)包括一軸部分(62b、65b)和一螺紋部分(62a、65a)，所述軸部分(62b、65b)至少穿過殼體組件(11、13)和氣缸體(12)中的兩個元件延伸，所述螺紋部分(62a、65a)至少擰入其中一個殼體組件(11、13)中，所述氣缸體(12)包括至少一個氣缸孔(31)，其中，凸輪盤(21)支撐在驅動軸(16)上並隨驅動軸(16)一起旋轉，將驅動軸(16)旋轉運動轉換成活塞(32)在氣缸孔(31)中的往復運動，藉此，活塞(32)根據從凸輪盤(21)傳遞的力而轉動，並緊靠在螺栓裝置(62、65)的軸部分(62b、65b)上，螺栓裝置(62、65)的軸部分(62b、65b)處於非常接近於活塞(32)的位置，以便限制活塞(32)的旋轉運動，其特徵是，所述的螺栓裝置的軸部分(62b、65b)的直徑大於螺紋部分(62a、65a)的直徑。
2.根據權利要求1所述的活塞導向裝置，其特徵是，所述螺栓裝置的軸部分(62b、65b)塗有合成樹脂，該合成樹脂具有較低的摩擦阻力和較高的耐磨性。
3.根據權利要求1或2所述的活塞導向裝置，其特徵是，所述螺栓裝置的軸部分(62b)與螺紋部分(62a)做成整體。
4.根據權利要求1或2所述的活塞導向裝置，其特徵是，所述螺栓裝置(65)包括一螺栓體和一套筒(66)，所述螺栓體至少在它的端部具有螺紋部分(62a)，套筒(66)構成軸部分(62b)，並與螺栓體配合。
5.根據權利要求4所述的活塞導向裝置，其特徵是，所述套筒(66)覆蓋大部分螺栓體。
全文摘要
一種壓縮機,具有前殼體(11)、氣缸體(12)和後殼體(13)。殼體(11)、(13)和氣缸體(12)用一組螺栓(62、65)相互固定在一起。一組活塞(32)在氣缸孔(31)內往復運動,壓縮氣體。每一螺栓具有穿過殼體和氣缸體延伸的軸。凸輪盤(21)支撐在驅動軸(16)上並隨之一起旋轉,將驅動軸的旋轉運動轉換成活塞在氣缸孔中的往復運動。活塞根據從凸輪盤傳遞的力繞其軸線旋轉,並緊靠在螺栓軸上,螺栓軸在非常接近於活塞的位置延伸。
文檔編號F04B27/08GK1176347SQ9711807
公開日1998年3月18日 申請日期1997年8月9日 優先權日1996年8月9日
發明者太田雅樹, 木村一哉, 粥川浩明 申請人:株式會社豐田自動織機製作所