專利名稱：變容量擺動板式壓縮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種變容量擺動板式壓縮機，尤其涉及組裝了新制的擺動板的旋轉阻 止機構的變容量擺動板式壓縮機。
背景技術：
作為例如設于車用空調裝置的制冷回路的壓縮機，已知有如下變容量擺動板式壓 縮機，這種擺動式可變容量壓縮機將與旋轉主軸一起旋轉且可相對于主軸改變角度地被支 承的斜板的旋轉運動轉變成擺動板的擺動運動，并將該擺動運動傳遞至連結于擺動板的活 塞來使活塞往復運動。在這種變容量擺動板式壓縮機中，由于需要阻止連結于活塞的擺動 板的旋轉，因此組裝了用于阻止其旋轉的擺動板的旋轉阻止機構。關于擺動板的旋轉阻止 機構，以提高小型化和耐久性、提高靜謐性、加工簡易化、成本降低等為目標嘗試了各種各 樣的改進。例如，在專利文獻1、3、4中記載了設置球籠式等速萬向節(jié)作為擺動板旋轉阻止機 構的結構，但在這種結構中，由于擺動構件和斜板支承于作為擺動板旋轉阻止機構而設置 的球籠式等速萬向節(jié)的外圈上、等速萬向節(jié)內部構件的籠(限制進行動力傳遞的多個球的 位置的籠)、而且通過等速萬向節(jié)的內圈最終支承于主軸，因此存在夾在中間的部件多、累 積松動大，從而會在振動、噪音、耐久性方面的不理性這樣的問題。此外，專利文獻1、3、4所記載的球籠式等速萬向節(jié)機構在理論上是通過多個球進 行內外圈之間的旋轉動力傳遞的結構，但實際上有很多局限，得到多個球均等且連續(xù)的接 觸是很困難的，從而使特定球的接觸壓力上升。此外，由于內外圈之間的旋轉動力傳遞是通 過夾住籠并形成于各個內外圈的球導向槽朝球的剪斷方向進行的，因此球與導向槽的接觸 面相對于動力傳遞方向會具有大的傾斜。因此，在進行規(guī)定的動力傳遞時，作為垂直阻力產(chǎn) 生的接觸負載高。因此，為確保充分的傳遞能力，需要使球尺寸(球徑)充分大，基于這些 理由，不容易進一步小型化，因而不容易適用于小容量壓縮機中。此外，由于專利文獻2、3、4所記載的內部機構中壓縮機的旋轉主軸的支承相對于 主機構部設于其單側(由于被懸臂支承)，因此主軸的振擺回轉變大，在耐久性、振動、噪音 方面不利。此外，在專利文獻3、4所記載的壓縮機構中，由于在阻止等速萬向節(jié)的內圈的旋 轉的狀態(tài)下通過滑動來沿軸向可移動地支承，因此存在為了充分確保設置于外殼的主軸的 剛性，需要使主軸變粗，而主軸的重量增大會導致產(chǎn)品重量的增加這樣的問題。此外，專利文獻3、4所記載的等速萬向節(jié)機構存在用于對作為動力傳遞發(fā)生作用 的多個球的位置進行限制的槽的加工復雜，在成本上不利這樣的問題。而且，在專利文獻2所記載的壓縮機構中，由于沒有主機構部的主軸在徑向上的 支承，而容易使擺動部在徑向上的自由度增大，因此可能會因這種自由度而引起耐久性、振 動、噪音方面的問題。專利文獻1 美國專利第5112197號公報
專利文獻2 美國專利第5509346號公報專利文獻3 美國專利第5129752號公報專利文獻4 日本專利特開2006-200405號公報發(fā)明的公開發(fā)明所要解決的技術問題著眼于上述這樣的現(xiàn)有技術的問題，先前已由本申請人提出過一種變容量擺動板 式壓縮機，該可變容量壓縮機中使用等速萬向節(jié)，作為擺動板旋轉阻止機構而設置的等速 萬向節(jié)不僅能減小內部的徑向和旋轉方向上的松動，而且能實現(xiàn)作為動力傳遞發(fā)生作用的 多個球的均勻且連續(xù)的接觸，并且具有小型、良好的耐久性和靜謐性、加工容易且廉價(日 本專利特愿2006-327988號)。在上述提案中，提供了具有如下構件的機構來作為擺動板的旋轉阻止機構(a) 內圈，該內圈雖被阻止了旋轉但可沿軸向移動地設于外殼內，在內徑部通過軸承對旋轉主 軸可相對旋轉和可沿軸向相對移動地予以支承并且具有用于對動力傳遞用而設置的多個 球進行導向的多個導向槽；(b)套筒，該套筒起到擺動板的擺動運動的擺動中心構件的作 用，并相對于旋轉主軸可相對旋轉和可沿軸向移動地設于旋轉主軸上，并可與上述內圈一 起沿軸向移動地與該內圈卡合；(c)外圈，該外圈在與上述內圈的各導向槽相對的位置具 有用于對上述球進行導向的多個導向槽，并可擺動地支承于上述套筒，將擺動板固定支承 于外周且通過軸承對斜板可旋轉地予以支承；以及(d)多個球，這些球被形成于上述內圈 和外圈的彼此相對的導向槽保持，且通過在該導向槽之間被壓縮來進行動力傳遞。根據(jù)上述提案，雖然能實現(xiàn)變容量擺動板式壓縮機的小型化、耐久性、靜謐性的提 高、加工性的提高、成本降低等，但在該提案機構中，還存在應當進一步改善的余地。即、在 作為擺動板的擺動中心的支承用而設置于旋轉主軸上的套筒與可擺動地組裝于該套筒的 旋轉阻止機構的外圈之間的嵌合部(實質上相同形狀的圓弧面彼此的嵌合部)不僅受到壓 縮反作用力的徑向分力和通過設置于與旋轉主軸一起旋轉的轉子側的臂部等的接觸傳遞 而來的旋轉扭矩的傳遞的反作用力，而且還產(chǎn)生伴隨擺動板的擺動運動的滑動。因此，為了 維持這個滑動部分優(yōu)秀的耐久性、靜謐性，較為理想的是對該滑動部分進行充分地潤滑，由 于該滑動部分位于旋轉構件的中心部，因此不容易穩(wěn)定地得到充分的潤滑。而且，在套筒外 周的球面與形成于作為擺動構件的外圈內周的球面的接觸實質上是相同形狀的局部的球 面彼此的接觸，在各接觸面端部可能會產(chǎn)生局部的過大面壓。藉此，在上述滑動部分依然有 可能產(chǎn)生燒結和磨損。因此，本發(fā)明的技術問題著眼于先前由本申請人提出的采用特有的等速萬向節(jié)機 構的新的擺動板旋轉阻止機構中殘留的問題，其目的在于提供一種抑制該旋轉阻止機構的 上述滑動部分的燒結和磨損，并具有更優(yōu)秀的耐久性、靜謐性的變容量擺動板式壓縮機。解決技術問題所采用的技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明的變容量擺動板式壓縮機包括活塞，該活塞可往復 運動地插入缸膛內；斜板，該斜板與旋轉主軸一起旋轉、并可相對于主軸改變角度地得到支 承；擺動板，該擺動板連結于上述活塞，并使上述斜板的旋轉運動變換為自身的擺動運動， 將該擺動運動傳遞至上述活塞從而使活塞往復運動；以及該擺動板的旋轉阻止機構，其特 征在于，
上述旋轉阻止機構由具有如下構件的機構構成(a)內圈，該內圈雖被阻止了旋 轉但可沿軸向移動地設于外殼內，并在內徑部通過軸承對上述旋轉主軸可相對旋轉和可沿 軸向相對移動地予以支承并且具有用于對動力傳遞用而設置的多個球進行導向的多個導 向槽；(b)套筒，該套筒起到上述擺動板的擺動運動的擺動中心構件的作用，并相對于上述 旋轉主軸可相對旋轉和可沿軸向移動地設于上述旋轉主軸上，并可與上述內圈一起可沿軸 向移動地與該內圈卡合；(c)外圈，該外圈在與上述內圈的各導向槽相對的位置具有用于 對上述球進行導向的多個導向槽，并可擺動地支承于上述套筒，將上述擺動板固定連結于 外周；以及(d)多個球，這些球被形成于上述內圈和外圈的彼此相對的導向槽保持，且通過 在該導向槽之間被壓縮來進行動力傳遞，在上述旋轉阻止機構中的形成于起到用于可擺動地連結上述擺動板的擺動構件 的作用的上述外圈內周的近似凹球面與形成于起到擺動中心構件的作用的上述套筒外周 的近似凸球面之間設有在軸向截面輪廓上相對的形狀差，并將上述形狀差設定成隨著接近 上述近似凹球面與近似凸球面的接觸部的軸向兩端部，兩面之間的間隙變大。在此，外圈可 以是通過軸承對斜板可旋轉地予以支承的結構。或者可以是通過軸承使斜板可旋轉地支承 于擺動板的結構。在如上所述構成的擺動板的旋轉阻止機構中，首先通過使旋轉阻止機構的外圈可 擺動地支承于套筒，套筒相對于旋轉主軸可旋轉且可沿軸向移動地得到支承，從而能減小 旋轉主軸與擺動機構部整體之間的徑向松動，并能提高可靠性、降低振動和噪音。此外，將 內圈可朝軸向移動地支承于外殼內，且阻止旋轉，通過設置于該內圈的內徑部的軸承對旋 轉主軸、例如旋轉主軸的后端予以支承。因此，旋轉主軸在壓縮主機構部的兩側被可旋轉地 支承(即、雙懸臂支承)，能容易地確保充分高的剛性，也能減小主軸的振擺回轉，從而能使 主軸的小徑化、提高可靠性、降低振動和噪音。此外，由于減小了旋轉主軸的振擺回轉，因此 也能減小與該主軸一起旋轉的斜板的振動，從而能提高旋轉部整體的旋轉平衡。此外，通過 將形成于內圈和外圈的彼此相對的導向槽的形態(tài)最適化，從而能實現(xiàn)保持于導向槽之間的 球的均勻且連續(xù)的接觸，并能提高可靠性、降低振動和噪音。而且，球的導向槽只要能使球 在相離的一對導向槽之間伴隨兩個導向槽的交點的運動而滾動即可，并不對槽本身要求復 雜的形狀，加工也方便、在成本上也有利。在本發(fā)明的結構中，基本上，作為動力傳遞用發(fā)生 作用的多個球在夾住球并彼此相對的導向槽之間被朝壓縮方向支承，并進行動力傳遞。藉 此，能充分大地確保實際上的接觸面積，并能降低接觸面壓，從而在可靠性方面是有利的。 此外，為了降低接觸面壓，也能減小球的球徑，從而能使旋轉阻止機構整體小型化。此外，在上述旋轉阻止機構中的形成于起到用于可擺動地連結擺動板的擺動構件 的作用的外圈內周的近似凹球面與形成于起到擺動中心構件的作用的套筒外周的近似凸 球面之間設有在軸向截面輪廓上相對的形狀差，通過將上述形狀差設定成越接近近似凹球 面與近似凸球面的接觸部的軸向兩端部、兩面間的間隙越大，從而來緩和用于因球面彼此 接觸而引起的擺動運動的滑動部分的在端部(接觸面端部)上的面壓，并防止可能在該端 部部分上產(chǎn)生的過大面壓的產(chǎn)生。由于上述滑動部分位于旋轉構件的中心部，因此很難穩(wěn) 定地得到充分的潤滑，但通過防止過大面壓的產(chǎn)生，能避免燒結和磨損產(chǎn)生的可能性，從而 實現(xiàn)優(yōu)秀的耐久性、靜謐性。在本發(fā)明的變容量擺動板式壓縮機中，較為理想的是，將上述形狀差設定成上述接觸部的軸向兩端部的間隙為20微米以上。在間隙不足20微米時，由于可能會有無法充 分得到防止過大面壓的發(fā)生的效果，因此為了可靠地得到這種效果，較為理想的是，將間隙 設定為20微米以上。如上所述，在本發(fā)明中，為了在形成于起到擺動構件的作用的外圈內周的近似凹 球面與形成于起到擺動中心構件的作用的套筒外周的近似凸球面之間設置在軸向截面輪 廓上所希望的相對的形狀差，例如能采用如下所述的結構。S卩、能采用如下結構形成于上述外圈內周的近似凹球面的軸向截面輪廓由作為 圓的一部分即圓弧而形成的軸向中央部的主圓形形狀部和設于該主圓形形狀部的軸向兩 端部并與主圓形形狀部相切的直線形狀部形成。通過上述直線形狀部，能與形成于套筒外 周的近似凸球面之間形成所希望的間隙?；蛘哒f，也能采用如下結構形成于上述外圈內周的近似凹球面的軸向截面輪廓 和形成于上述套筒外周的近似凸球面的軸向截面輪廓一起形成為圓的一部分即圓弧，將外 圈側截面輪廓的圓弧的曲率半徑設定得比套筒側截面輪廓的圓弧的曲率半徑大，并且外圈 側截面輪廓的圓弧的曲率中心相對于套筒側截面輪廓的圓弧的曲率中心偏置。由于在曲率 中心的位置偏置規(guī)定量的狀態(tài)下，將外圈側截面輪廓的圓弧的曲率半徑設定得比套筒側截 面輪廓的圓弧的曲率半徑大，因此在兩球面之間越接近軸向端部，根據(jù)曲率半徑差而使間 隙增大，從而在兩球面之間形成上述所希望的間隙?；蛘哒f能采用如下結構形成于上述外圈內周的近似凹球面的軸向截面輪廓由作 為圓的一部分即圓弧而形成的軸向中央部的主圓形形狀部和與該主圓形形狀部的軸向兩 端部連接從而相對于主圓形形狀部成為切圓并且該切圓的曲率半徑比主圓形形狀部的曲 率半徑大的切圓部形成。通過該軸向兩側的切圓部，能與形成于套筒外周的近似凸球面之 間形成所希望的間隙。在這種本發(fā)明的變容量擺動板式壓縮機中，可以是上述擺動板的旋轉阻止機構中 的外圈與擺動板一體形成的結構。通過這種一體化，能進一步減少部件數(shù)，并且在制造、組 裝上是有利的。此外，能構成為上述旋轉阻止機構的內圈和外圈的彼此相對的導向槽形成為相對 于旋轉主軸的中心軸具有30 60度的相對角度，并且構成一個球導向件的彼此相對的導 向槽配置成在內圈的軸與外圈的軸的相對角度為零的狀態(tài)下與主軸垂直且相對于經(jīng)過擺 動板的擺動中心的平面對稱的形態(tài)。通過將彼此相對的導向槽配置成具有規(guī)定范圍內的交 錯角且將朝彼此交錯的方向形成的兩個導向槽配置成相對于經(jīng)過擺動板的擺動中心的平 面對稱的形態(tài)，藉此保持于導向槽之間的球能相對于兩個導向槽均勻且連續(xù)地接觸，不僅 能大幅降低在該部位上的振動和噪音，還能大幅提高可靠性。此外，在這種結構中，能構成 為將上述旋轉阻止機構的多個球導向件中相鄰的兩個球導向件作為一對，并使這一對球導 向件彼此平行地配置。通過如上所述構成，由于旋轉阻止機構部的旋轉方向上的松動基本 由設置于內、外圈的一組導向槽的底間距離與球徑的關系確定，因此容易進行導向件槽底 與球的實際狀態(tài)下的間隙的設定、管理，并通過適當?shù)拈g隙設定可以減小松動。此外，在這種結構中，上述彼此平行地配置的一對球導向件還能為形成相對于包 括旋轉主軸的中心軸的平面對稱地配置的結構，形成上述彼此平行地配置的一對球導向件 中的一方的球導向件的導向槽能為配置成其軸位于包括旋轉主軸的中心軸的平面上的結構。在前者的結構中，不僅能構成為不選擇旋轉方向的旋轉阻止機構，還能實現(xiàn)球的接觸載 荷的降低，而在后者的結構中，能對特定的動力傳遞方向進行限定來進一步降低接觸載荷。此外，在上述旋轉阻止機構中，可以是將多個球導向件中的夾有旋轉主軸并相對 于旋轉主軸大致對稱地配置的兩個球導向件作為一對，并使這一對球導向件彼此平行配置 的結構。根據(jù)這種結構，由于旋轉阻止機構部的旋轉方向上的松動大致由設置于內、外圈的 一組導向槽底間距離與球徑的關系決定，因此通過將對稱配置的兩個球導向件彼此平行配 置，從而能將兩個球導向件的實際狀態(tài)下的間隙同時設定、管理成所需的間隙。其結果是， 使這種間隙的設定、管理變得容易，從而能減小松動。在這種結構中，較為理想的是，上述彼此平行地配置的一對球導向件配置成形成 這些球導向件的導向槽的軸位于包括旋轉主軸的中心軸的平面上。若將一對球導向件設置 于包括旋轉主軸的中心軸的平面上，則不用選擇動力傳遞方向就能使球接觸載荷最小化。上述這種本發(fā)明的變容量擺動板式壓縮機能適用于在所有領域內使用的變容量 擺動板式壓縮機，尤其適用于提高小型化和可靠性、改善耐久性和靜謐性、成本降低的要求 高的車用壓縮機，其中，作為車用空調壓縮機較為理想。發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明的變容量擺動板式壓縮機，與采用現(xiàn)有的等速萬向節(jié)的擺 動板旋轉阻止機構相比，不僅減小了松動，還能實現(xiàn)作為動力傳遞用發(fā)生作用的多個球的 均勻且連續(xù)的接觸，并能實現(xiàn)具有小型、優(yōu)秀的耐久性和靜謐性、旋轉平衡好、加工簡易且 廉價的旋轉阻止機構，提供了一種在現(xiàn)有技術中無法達成的優(yōu)秀性能的變容量擺動板式壓 縮機。此外，通過在上述壓縮機的擺動板旋轉阻止機構中的形成于起到擺動構件的作用的 外圈內周的近似凹球面與形成于起到擺動中心構件的作用的套筒外周的近似凸球面之間 具有在軸向截面輪廓上相對的形狀差，并且設定成越接近軸向兩端部、兩面之間的間隙越 大，藉此能有效地防止用于擺動運動的滑動部分在端部部分上產(chǎn)生過大面壓，并且避免了 燒結和磨損產(chǎn)生的可能性，從而能實現(xiàn)更優(yōu)秀的耐久性和靜謐性。


圖1是本發(fā)明一實施方式的變容量擺動板式壓縮機的縱剖圖。圖2是圖1的變容量擺動板式壓縮機的另一運轉狀態(tài)下的縱剖圖。圖3是圖1的變容量擺動板式壓縮機的包括擺動板旋轉阻止機構在內的主要部分 的分解立體圖。圖4是表示圖1的變容量擺動板式壓縮機的一實施例的局部縱剖圖(圖4(A))和 局部主視圖(圖4(B))。圖5是表示圖1的變容量擺動板式壓縮機的另一實施例的局部主視圖。圖6是表示圖1的變容量擺動板式壓縮機的擺動板旋轉阻止機構的一實施例的概 略局部剖視圖。圖7是表示圖1的變容量擺動板式壓縮機的擺動板旋轉阻止機構的另一例子的概 略局部剖視圖。圖8是表示圖1的變容量擺動板式壓縮機的擺動板旋轉阻止機構的又一例子的概 略局部剖視圖。
圖9是表示圖1的變容量擺動板式壓縮機的又一實施例的局部主視圖。圖10是表示圖1的變容量擺動板式壓縮機的又一實施例的局部主視圖，圖10(A) 和圖10(B)表示彼此不同的例子。圖11是表示圖1的變容量擺動板式壓縮機的又一實施例的局部主視圖，圖11 (A) 和圖Il(B)表示彼此不同的例子。(符號說明)1變容量擺動板式壓縮機2 外殼3 前殼4 后殼5旋轉主軸5a中心軸6 轉子7鉸鏈機構8 斜板9 缸膛10 活塞11 連桿12擺動板13吸入室14 閥板15吸入孔16排出孔17排出室21擺動板的旋轉阻止機構22、23、29、33 軸承24、24a、24b、24c 套筒25 球26內圈的導向槽27 內圈28外圈的導向槽30、30a、30b、30c 外圈31、32推力軸承41球導向件42、43導向槽的軸44穿過擺動中心的平面45 一對球導向件46形成于內、外圈的導向槽的軸47包含旋轉主軸的中心軸的平面
51a、51b、51c外圈的近似凹球面52主圓形形狀部53直線形狀部54a、54b、54c套筒的近似凸球面55包含擺動中心的面56主圓形形狀部57主圓形形狀部的范圍58切圓部61 一對球導向件62外圈動力傳遞方向63 一方的球導向件64導向槽的軸65包含旋轉主軸的中心軸的平面66內圈動力傳遞方向71 一對球導向件72導向槽的軸81 一對球導向件82導向槽的軸83包含旋轉主軸的中心軸的平面84與外圈一體形成的擺動板
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的最佳實施方式進行說明。首先，參照圖1 圖5對本發(fā)明的變容量擺動板式壓縮機的整體構成例進行說明， 接著參照圖6 圖8，對在擺動板旋轉阻止機構中形成于起到擺動構件的作用的外圈內周 的近似凹球面與形成于起到擺動中心構件的作用的套筒外周的近似凸球面之間具有在軸 向截面輪廓上相對的形狀差的構成例進行說明。圖1表示本發(fā)明一實施方式的變容量擺動板式壓縮機，并表示在其最大排出容量 時的運轉狀態(tài)下的整體結構。圖2表示圖1的變容量擺動板式壓縮機在最小排出容量時的 運轉狀態(tài)，圖3是用分解立體圖來表示圖1的變容量擺動板式壓縮機中的包括擺動板旋轉 阻止機構的主要部分。在圖1、圖2中，變容量擺動板式壓縮機1具有外殼2，該外殼2配置于中央部來 作為外殼；以及前殼3和后殼4，該前殼3和后殼4配置于上述外殼2的兩側，在從外殼2部 分到貫穿前殼3延伸的位置的范圍內設有旋轉主軸5，該旋轉主軸5從外部輸入旋轉驅動動 力。在旋轉主軸5上可與主軸5 —體旋轉地固定有轉子6，在轉子6上通過鉸鏈機構7可改 變角度地且可與旋轉主軸5 —起旋轉地連結有斜板8。各缸膛9內分別可往復運動地插入 有活塞10，活塞10通過連桿11與擺動板12連結。使斜板8的旋轉運動轉變成擺動板12 的擺動運動，該擺動運動通過連桿11傳遞至活塞10，從而使活塞10往復運動。被壓縮流體 (例如制冷劑氣體)伴隨著活塞10的往復運動而從形成于后殼4內的吸入室13經(jīng)由形成于閥板14的吸入孔15 (吸入閥未圖示)吸入至缸膛9，在對被吸入的被壓縮流體進行壓縮 后，壓縮流體經(jīng)由排出孔16 (排出閥未圖示)排出至排出室17內，并在那里送向外部回路。上述擺動板12需要在阻止旋轉的狀態(tài)下進行擺動運動。以下，以上述擺動板12 的旋轉阻止機構為主體，參照圖1 圖3對上述壓縮機1的剩余部位進行說明。擺動板12的旋轉阻止機構21由具有如下構件的機構構成(a)內圈27，該內圈27 雖被阻止了旋轉但可沿軸向移動地設于外殼2內，在內徑部通過軸承22(向心軸承)對旋 轉主軸5可相對旋轉和可沿軸向相對移動地予以支承并且具有用于對動力傳遞用而設置 的多個球25進行導向的多個導向槽26 ;(b)套筒24，該套筒24起到擺動板12的擺動運動 的擺動中心構件的作用，并通過軸承23(向心軸承)相對于旋轉主軸可相對旋轉和可沿軸 向移動地設于旋轉主軸5上，并可與內圈27 —起可沿軸向移動地與該內圈27卡合；(c)外 圈30，該外圈30在與內圈27的各導向槽26相對的位置具有用于對球25進行導向的多個 導向槽28，并可擺動地支承于套筒24，將擺動板12固定連結于外周且通過軸承29 (向心軸 承)對斜板8可旋轉地予以支承；以及(d)多個球25，這些球25被形成于內圈27和外圈 30的彼此相對的導向槽26、28保持，且通過在該導向槽26、28之間被壓縮來進行動力傳遞。 在擺動板12與斜板8之間、和轉子6與前殼3之間分別夾設有推力軸承31、32。此外，雖然 內圈27被可沿軸向移動地支承于殼體9內，但被阻止了旋轉。作為旋轉阻止的單元，采用 鍵和花鍵等一般的旋轉限制單元即可(省略圖示)。而且，通過設置于內圈27的內徑部的 軸承22對旋轉主軸5的后端予以支承，但由于旋轉主軸5隔著壓縮主機構部而在前殼3側 也通過軸承33 (向心軸承)可旋轉地被支承，因此在兩側被朝徑向支承(雙懸臂支承)。在如上所述構成的擺動板12的旋轉阻止機構21中，外圈30通過球面接觸可擺動 地支承于套筒24 (對這部分的詳細結構在后敘述)，套筒24被可旋轉且可沿軸向移動地支 承于旋轉主軸5，藉此能減小旋轉主軸5與擺動機構部整體之間的徑向松動，從而能提高可 靠性、降低振動和噪音。此外，在上述實施方式中，由于旋轉主軸5被設置于內圈27內徑部的軸承22和隔 著壓縮主機構部設于前殼3側的軸承33雙懸臂支承，因此即使是直徑較小的主軸5也能 充分確保高的剛性，減小主軸5的振擺回轉，從而不僅能容易地實現(xiàn)小型化，還能提高可靠 性、降低振動和噪音。此外，減小主軸5的振擺回轉的結果是與旋轉主軸5 —起旋轉的旋轉 部位整體的振擺回轉也減小，從而使旋轉部整體的旋轉平衡非常好。另外，在上述結構中， 也可以替換成將旋轉主軸5朝后方延長并通過軸承直接支承于外殼2的結構。此外，在上述實施方式中，通過形成于內圈27的內徑側的球面(凹球面)與形成 于套筒24的外徑側的球面(凸球面)的卡合來進行兩者之間的彼此支承，通過調整該支承 部的間隙，可以吸收因作為動力傳遞用發(fā)生作用的多個球的導向槽位置的偏差而引起內、 外圈的相對的振擺回轉，藉此能進一步實現(xiàn)球25均等且連續(xù)的接觸，并在可靠性、振動、噪 音方面更為有利。另外，在上述實施方式中，外圈30和擺動板12構成為另設構件，且將它們彼此固 定，但也可以將它們一體形成。通過這種一體化，能進一步實現(xiàn)部件數(shù)削減和組裝的簡易 化。圖4表示在擺動板12的旋轉阻止機構21中內、外圈的相對角度為零的狀態(tài)。如 圖4(A)所示，形成于旋轉阻止機構21的內圈27和外圈24的導向槽26、28配置成相對于
11旋轉主軸5的中心軸具有相對角度(在30 60度范圍內的相對角度)。此外，構成一個 球導向件41且彼此相對的、形成于內圈27的導向槽26 (導向槽26的軸用符號42表示) 與形成于外圈30的導向槽28 (導向槽28的軸用符號43表示)配置成以內圈27的軸與外 圈30的軸的相對角度為零的狀態(tài)下為與旋轉主軸5垂直且相對于穿過擺動板12的擺動中 心的平面44對稱的對稱形態(tài)。在上述導向槽26的軸42與導向槽28的軸43的交點上限 制、支承球25。此外，如圖4(B)所示，旋轉阻止機構21的多個球導向件41中相鄰的兩個 球導向件為一對，這一對球導向件45的各自的球導向件41、即這個部分的形成于內、外圈 的導向槽的軸46能為彼此平行地配置的結構。根據(jù)這種結構，如上所述，由于旋轉阻止機 構部的旋轉方向上的松動基本由設置于內、外圈的一組導向槽的底間距離與球徑的關系確 定，因此容易進行實際狀態(tài)下的間隙的設定、管理，并通過適當?shù)拈g隙設定可以將松動抑制 得較小。此外，作為動力傳遞用發(fā)生作用的多個球25在夾住各球25并彼此相對的導向槽 26、28之間被朝壓縮方向予以支承，并進行動力傳遞。由于球25以被相面對的導向槽26、 28抱住的方式被保持從而與兩導向槽26、28接觸，因此能充分大地確保球25與各個導向槽 26、28之間的接觸面積，并能降低接觸面壓，從而成為在可靠性、振動、靜謐性方面極為有利 的結構。此外，也能夠減小球25的球徑，從而能實現(xiàn)旋轉阻止機構整體的小型化。此外，以旋轉主軸5為中心作為力矩施加的球25上的負載作為實際接觸面積的垂 直阻力發(fā)生。相對于力矩方向的接觸面法線的傾斜越小，接觸載荷越小，通過使如上所述平 行配置的一對球導向件45如圖5所示相對于包括旋轉主軸5的中心軸5a的平面47對稱 地配置、即通過使形成于內、外圈的兩組導向槽的軸46相對于包括旋轉主軸5的中心軸5a 的平面47對稱地配置，從而作為不選擇旋轉方向的旋轉阻止機構，能使球接觸載重最小。在本發(fā)明中，在擺動板旋轉阻止機構21中的形成于起到可擺動地連結擺動板12 的擺動構件的作用的外圈30的內周的近似凹球面與形成于起到擺動中心構件的作用的套 筒24的外周的近似凸球面之間設有在軸向截面輪廓上相對的形狀差，并將上述形狀差設 定成越靠近這些近似凹球面與近似凸球面的接觸部的軸向兩端部則兩面之間的間隙越大。 接觸部的軸向兩端部的兩面之間的間隙設定成20微米以上。參照只用于說明外圈與套筒 的關系而圖示的圖6 圖8對具有這種形狀差的具體結構進行說明。在圖6所示的例子中，形成于起到擺動構件的作用的外圈30a的內周的近似凹球 面51a的軸向截面輪廓由如下部分組成軸向中央部的主圓形形狀部52，該主圓形形狀部 52形成為作為圓的一部分的圓弧；以及直線形狀部53，該直線形狀部53設于該主圓形形狀 部52的軸向兩端部，并且與主圓形形狀部52相切。通過上述直線形狀部53，便能在與形 成于起到擺動中心構件的作用的套筒24a的外周的近似凸球面54a之間形成所需的間隙。 此時，直線形狀部53之外的外圈30a的主圓形形狀部52的曲率半徑Rl與套筒24a的近似 凸球面54a的曲率半徑R2實質上相同即可，它們的曲率中心Cl的位置也為相同位置即可。 在這種結構中，通過在近似凹球面51a的主圓形形狀部52的兩側形成直線形狀部53，能將 該直線形狀部53與套筒24a的近似凸球面54a之間的間隙設定成越靠近軸向兩端部越大， 并通過適當?shù)卦O定該間隙，能有效地防止用于進行擺動運動的滑動部分在端部部分產(chǎn)生的 過大面壓，并避免燒結和磨損的產(chǎn)生，從而能實現(xiàn)耐久性、靜謐性優(yōu)秀的壓縮機。在圖7所示的例子中，形成于起到擺動構件的作用的外圈30b的內周的近似凹球 面51b的軸向截面輪廓和形成于起到擺動中心構件的作用的套筒24b的外周的近似凸球面54b的軸向截面輪廓一起形成為作為圓的一部分的圓弧，外圈側截面輪廓的圓弧的曲率半 徑R3設定得比套筒側截面輪廓的圓弧的曲率半徑R4大，并且外圈側截面輪廓的圓弧的曲 率中心C2相對于套筒側截面輪廓的圓弧的曲率中心C3在包括擺動中心的面55內的同軸 上偏置δ。在使曲率中心C2的位置偏置規(guī)定量δ的狀態(tài)下，由于外圈側截面輪廓的圓弧 的曲率半徑R3設定得比套筒側截面輪廓的圓弧的曲率半徑R4大，因此在兩球面之間越靠 近軸向端部，根據(jù)曲率半徑差會使空隙越大，從而在兩球面之間形成在本發(fā)明中作為目標 的空隙。通過適當設定該間隙，能有效地防止用于擺動運動的滑動部分在端部部分產(chǎn)生過 大面壓，避免燒結和磨損的產(chǎn)生，從而能實現(xiàn)耐久性、靜謐性優(yōu)秀的壓縮機。在圖8所示的例子中，形成于起到擺動構件的作用的外圈30c的內周的近似凹球 面51c的軸向截面輪廓由如下部分構成軸向中央部的主圓形形狀部56 (用符號57表示該 主圓形形狀部56的范圍)，該主圓形形狀部56形成為作為圓的一部分的圓?。灰约扒袌A部 58，該切圓部58與上述主圓形形狀部56的軸向兩端部連接從而與主圓形形狀部56相切， 且該切圓的曲率半徑R5比主圓形形狀部56的曲率半徑R6大。在圖示例中，使主圓形形狀 部56的曲率中心與形成于起到擺動中心構件的作用的套筒24c的外周的近似凸球面54c 在相同的曲率中心C4的位置，切圓部58的曲率中心C5在包括擺動中心的面55內的同軸 上偏置規(guī)定量。然而，切圓部58的曲率中心C5不一定需要相對于曲率中心C4位于包括擺 動中心的面55內的同軸上。用上述主圓形形狀部56的軸向兩側的切圓部58在與形成于 套筒24c的外周的大致凸球面54c之間形成在本發(fā)明中作為目標的間隙。通過適當設定該 間隙，能有效地防止用于進行擺動運動的滑動部分在端部部分產(chǎn)生過大面壓，避免燒結和 磨損的產(chǎn)生，從而能實現(xiàn)耐久性、靜謐性優(yōu)秀的壓縮機。這樣，在本發(fā)明的新制的擺動板旋轉阻止機構21中，還在形成于起到擺動構件的 作用的外圈30a、30b、30c的內周的近似凹球面與形成于起到擺動中心構件的作用的套筒 24a.24b.24c的外周的近似凸球面之間適當?shù)卦O有在軸向截面輪廓上相對的形狀差，通過 越靠近近似凹球面與近似凸球面的接觸部的軸向兩端面則兩面之間的間隙越大地設定希 望的形狀差，從而緩和因球面彼此接觸而引起的用于進行擺動運動的滑動部分在端部(接 觸面端部)的面壓，防止在該端部部分產(chǎn)生過大面壓。由于上述滑動部分位于旋轉構件的 中心部，因此如上所述可能不容易穩(wěn)定地得到充分的潤滑，但通過如上所述防止過大面壓 的產(chǎn)生，便能可靠地防止燒結和磨損的產(chǎn)生，對于該滑動部分也實現(xiàn)了優(yōu)秀的耐久性和靜 謐性。其結果是，作為壓縮機整體，也實現(xiàn)了優(yōu)秀的耐久性和靜謐性。在本發(fā)明中，作為與圖1 圖5所示的實施方式不同的實施方式，例如圖9所示， 通過將一對球導向件61中主要作用于外圈動力傳遞方向62側的一方的球導向件63、即將 該球導向件63的導向槽的軸64在包含旋轉主軸5的中心軸5a的平面65上偏置，從而能 對特定的動力傳遞方向進行限定來進一步降低接觸載荷。另外，在圖9中，符號66表示內 圈動力傳遞方向。此外，如圖10(A)或圖10(B)所示(圖10(A)和圖10(B)表示彼此不同的例子)， 以多個球導向件中的夾有旋轉主軸5并相對于旋轉主軸5大致對稱地配置的兩個球導向件 為一對，可以是這一對球導向件71彼此平行配置的結構、即可以是形成于構成這一對球導 向件71的內圈27、外圈30的導向槽的軸72彼此平行配置的結構。根據(jù)這種結構，由于旋 轉阻止機構部的旋轉方向上的松動大致由設置于內圈27、外圈30的一組導向槽底間距離
13與球徑的關系決定，因此通過將對稱配置的兩個球導向件彼此平行配置，從而能將兩個球 導向件的間隙同時設定、管理成所需的間隙。其結果是，使這種間隙的設定、管理變得容易， 從而能減小松動。此外，在上述一對球導向件彼此平行配置的結構中，例如圖11㈧和圖11 (B)所示 (圖11 (A)和圖11 (B)表示彼此不同的例子)，彼此平行配置的一對球導向件81可以是配置 成形成這些球導向件的導向槽的軸82位于包括旋轉主軸5的中心軸5a的平面83上的結 構。若如上所述構成，則不用選擇動力傳遞方向就能使球接觸載荷最小。另外，在圖Il(B) 中，例示了與外圈一體形成的擺動板84時的結構。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明的變容量擺動板式壓縮機能適用于在所有領域內使用的變容量擺動板式 壓縮機，尤其適用于提高小型化和可靠性、改善耐久性和靜謐性、成本降低的要求高的車用 領域內，其中，用于車用空調裝置較為理想。
權利要求
一種變容量擺動板式壓縮機，包括活塞，該活塞可往復運動地插入缸膛內；斜板，該斜板與旋轉主軸一起旋轉、并可相對于所述主軸改變角度地得到支承；擺動板，該擺動板連結于所述活塞，并使所述斜板的旋轉運動變換為自身的擺動運動，將該擺動運動傳遞至所述活塞從而使活塞往復運動；以及該擺動板的旋轉阻止機構，其特征在于，所述旋轉阻止機構由具有如下構件的機構構成(a)內圈，該內圈雖被阻止了旋轉但可沿軸向移動地設于外殼內，并在內徑部通過軸承對所述旋轉主軸可相對旋轉和可沿軸向相對移動地予以支承并且具有用于對動力傳遞用而設置的多個球進行導向的多個導向槽；(b)套筒，該套筒起到所述擺動板的擺動運動的擺動中心構件的作用，并相對于所述旋轉主軸可相對旋轉和可沿軸向移動地設于所述旋轉主軸上，并可與所述內圈一起沿軸向移動地與該內圈卡合；(c)外圈，該外圈在與所述內圈的各導向槽相對的位置具有用于對所述球進行導向的多個導向槽，并可擺動地支承于所述套筒，將所述擺動板固定連結于外周；以及(d)多個球，這些球被形成于所述內圈和外圈的彼此相對的導向槽保持，且通過在該導向槽之間被壓縮來進行動力傳遞，在所述旋轉阻止機構中的形成于起到用于可擺動地連結所述擺動板的擺動構件的作用的所述外圈內周的近似凹球面與形成于起到擺動中心構件的作用的所述套筒外周的近似凸球面之間設有在軸向截面輪廓上相對的形狀差，并將所述形狀差設定成隨著接近所述近似凹球面與近似凸球面的接觸部的軸向兩端部，兩面之間的間隙變大。
2.如權利要求1所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，將所述形狀差設定成所 述接觸部的軸向兩端部的間隙為20微米以上。
3.如權利要求1所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，形成于所述外圈內周的 近似凹球面的軸向截面輪廓由作為圓的一部分、即圓弧而形成的軸向中央部的主圓形形狀 部和設于該主圓形形狀部的軸向兩端部并與主圓形形狀部相切的直線形狀部形成。
4.如權利要求1所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，形成于所述外圈內周的 近似凹球面的軸向截面輪廓和形成于所述套筒外周的近似凸球面的軸向截面輪廓一起形 成為圓的一部分即圓弧，將外圈側截面輪廓的圓弧的曲率半徑設定得比套筒側截面輪廓的 圓弧的曲率半徑大，并且外圈側截面輪廓的圓弧的曲率中心相對于套筒側截面輪廓的圓弧 的曲率中心偏置。
5.如權利要求1所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，形成于所述外圈內周的 近似凹球面的軸向截面輪廓由作為圓的一部分即圓弧而形成的軸向中央部的主圓形形狀 部和與該主圓形形狀部的軸向兩端部連接并相對于主圓形形狀部成切圓且其切圓的的曲 率半徑比主圓形形狀部的曲率半徑大的切圓部形成。
6.如權利要求1所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，所述外圈與所述擺動板 一體形成。
7.如權利要求1所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，所述旋轉阻止機構的內 圈和外圈的彼此相對的導向槽形成為相對于旋轉主軸的中心軸具有30 60度的相對角 度，并且構成一個球導向件的彼此相對的導向槽配置成在內圈的軸與外圈的軸的相對角度 為零的狀態(tài)下與主軸垂直且相對于經(jīng)過擺動板的擺動中心的平面對稱的形態(tài)。
8.如權利要求7所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，將所述旋轉阻止機構的 多個球導向件中的相鄰的兩個球導向件作為一對，并使這一對球導向件彼此平行地配置。
9.如權利要求8所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，所述彼此平行地配置的 一對球導向件相對于包括旋轉主軸的中心軸的平面對稱地配置。
10.如權利要求8所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，形成所述彼此平行地配 置的一對球導向件中的一方的球導向件的導向槽配置成其軸位于包括旋轉主軸的中心軸 的平面上。
11.如權利要求7所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，將所述旋轉阻止機構的 多個球導向件中的夾有旋轉主軸并相對于旋轉主軸大致對稱地配置的兩個球導向件作為 一對，并使這一對球導向件彼此平行配置。
12.如權利要求11所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，所述彼此平行地配置 的一對球導向件配置成形成這些球導向件的導向槽的軸位于包括旋轉主軸的中心軸的平 面上。
13.如權利要求1所述的變容量擺動板式壓縮機，其特征在于，由車載空調裝置用壓縮 機構成。
全文摘要
一種變容量擺動板式壓縮機，該變容量擺動板式壓縮機通過在阻止了旋轉的狀態(tài)下進行擺動的擺動板來使活塞往復運動，其特征在于，擺動板旋轉阻止機構由具有如下構件的機構構成內圈和外圈，所述內圈可相對于主軸在軸向移動，所述外圈與擺動板連結；多個球，這些球配設于內圈和外圈的導向槽之間且進行動力傳遞；以及套筒，該套筒可在軸向移動地與內圈卡合并與內圈一起可在軸向移動地進行設置，起到擺動板的擺動中心構件的作用，在形成于外圈內周的近似凹球面與形成于套筒外周的近似凸球面的軸向截面輪廓之間設置形狀差并使越接近兩面的接觸部的軸向兩端部、兩面之間的間隙越大。本發(fā)明提供抑制了采用特有的等速萬向節(jié)機構的擺動板旋轉阻止機構中的滑動部分的燒結和磨損、耐久性和靜謐性優(yōu)秀的變容量擺動板式壓縮機。
文檔編號F04B27/08GK101910628SQ20088012323
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權日2007年12月28日
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