專利名稱：可變?nèi)莘e致冷壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變?nèi)莘e單頭活塞型致冷壓縮機，該致冷壓縮機含有一個可以改變傾角的一體化旋轉(zhuǎn)斜盤部件。尤其是，本發(fā)明涉及一種改進型傾角限位機構(gòu)，該機構(gòu)用來限制上述類致冷壓縮機的旋轉(zhuǎn)斜盤部件的最大傾角。應(yīng)該注意到，上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件在技術(shù)上包含一個擺盤式活塞驅(qū)動部件，該驅(qū)動部件可以由一個轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)斜盤和一個通過連接桿與活塞相連的非轉(zhuǎn)動擺盤組成，也可以僅由一個通過兩個滑塊與每個活塞相連的轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)斜盤組成。
相關(guān)技術(shù)說明有許多種類型的致冷壓縮機，用于壓縮汽車和機動車中氣溫控制系統(tǒng)內(nèi)的致冷氣體。擺盤式變?nèi)莘e壓縮機和旋轉(zhuǎn)斜盤式變?nèi)莘e致冷壓縮機是用于汽車氣溫控制系統(tǒng)的典型致冷壓縮機。在擺盤式壓縮機和旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機中，旋轉(zhuǎn)斜盤部件通過合適的轉(zhuǎn)動-往復(fù)運動轉(zhuǎn)換部件(如滑塊和帶有珠座的連桿)與單頭活塞連接，從而使壓縮機的單頭活塞隨著旋轉(zhuǎn)斜盤部件的盤旋運動或轉(zhuǎn)動而作往復(fù)運動。旋轉(zhuǎn)斜盤部件通常通過位于轉(zhuǎn)子部件和旋轉(zhuǎn)斜盤部件之間的鉸接機構(gòu)與裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸上的轉(zhuǎn)子部件相連接，因此旋轉(zhuǎn)斜盤部件通過鉸接機構(gòu)由轉(zhuǎn)子部件驅(qū)動轉(zhuǎn)動。同樣，旋轉(zhuǎn)斜盤部件支承在曲軸腔內(nèi)并繞一給定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而改變其與垂直于驅(qū)動軸轉(zhuǎn)軸的平面間的傾角。因此，當(dāng)調(diào)節(jié)改變曲軸腔中的流動壓力以控制作用在每個單頭活塞背板上的壓力時，各個活塞可以在各個氣缸內(nèi)作軸向往復(fù)運動到一定程度，直到作用在活塞背板上的可控壓力與吸氣壓力，即作用在各個活塞前端面上的吸氣壓力相平衡為止，同時與各個活塞相接的旋轉(zhuǎn)斜盤部件的傾角被調(diào)節(jié)改變。就是說，可以變化地對各個活塞的沖程加以控制。因此，旋轉(zhuǎn)斜盤部件可以在預(yù)定最小和最大角度位置之間改變其傾角，由此根據(jù)活塞的最小沖程確定壓縮機的最小容積，并根據(jù)活塞的最大沖程確定壓縮機的最大容積。
旋轉(zhuǎn)斜盤部件傾角中的上述預(yù)定最小和最大角度位置通常由傾角限位機構(gòu)限定。用于可傾斜旋轉(zhuǎn)斜盤部件的一個典型傾角限位機構(gòu)是通過提供位于旋轉(zhuǎn)斜盤部件和具有適當(dāng)限位功能的轉(zhuǎn)子部件間的連接部分處的上述鉸接機構(gòu)來構(gòu)成的。但是，這種已知的傾角限位機構(gòu)強度較差并且不夠精確。
另一個用于可傾斜旋轉(zhuǎn)斜盤的已知傾角限位機構(gòu)，尤其是最大傾角限位機構(gòu)是由一部分轉(zhuǎn)子部件和能夠相對轉(zhuǎn)子部件傾斜的一部分旋轉(zhuǎn)斜盤部件間的機械接觸來提供的。由轉(zhuǎn)子部件和旋轉(zhuǎn)斜盤部件間的機械接觸所構(gòu)成的最大傾角限位機構(gòu)可以有很高的強度并且可以精確地工作。
例如，日本待審專利應(yīng)用公布號N0.63-205470(JP-A-’470)中披露了一種配有旋轉(zhuǎn)斜盤部件的單頭活塞式致冷壓縮機，其中的旋轉(zhuǎn)斜盤部件含有一個轉(zhuǎn)動斜盤部件和一個與各個活塞有效相連的非轉(zhuǎn)動擺盤。在這種壓縮機中，用于旋轉(zhuǎn)斜盤部件的最大傾角限位機構(gòu)是通過把固定在驅(qū)動軸上的旋轉(zhuǎn)斜盤支承臂(即轉(zhuǎn)子部件)下部上形成的凹槽與旋轉(zhuǎn)斜盤本體在使凹塊接觸轉(zhuǎn)子部件凹槽底面(當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件傾斜到最大傾角位置時)的位置處配置的凸塊相組合而構(gòu)成的。
然而，JP-A-’470中沒有給出用于旋轉(zhuǎn)斜盤部件的最大傾角限位機構(gòu)中凹槽和凸塊具體結(jié)構(gòu)和配置的任何詳細說明。不過從JP-A-’470中

圖1所示顯然可見，旋轉(zhuǎn)斜盤部件的凸塊與轉(zhuǎn)子部件凹槽底面的接觸區(qū)在環(huán)繞驅(qū)動軸的擴展區(qū)域內(nèi)延展。當(dāng)JP-A-’470的壓縮機隨驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動工作時，旋轉(zhuǎn)斜盤部件受到由通過裝在旋轉(zhuǎn)斜盤上的擺盤對致冷氣體進行壓縮的各個活塞所施加的推力作用。這個推力不是常量而是變化的，并且旋轉(zhuǎn)斜盤部件承受變化推力的位置隨著其轉(zhuǎn)動在旋轉(zhuǎn)斜盤上逐漸移動。不過，變化推力的中心卻始終處于轉(zhuǎn)子部件和旋轉(zhuǎn)斜盤部件間的鉸接機構(gòu)的預(yù)定點上，即位于凸出旋轉(zhuǎn)斜盤的鉸接機構(gòu)的銷部件與轉(zhuǎn)子部件內(nèi)開切的鉸接機構(gòu)的細長孔的接觸點上。變化推力的中心移離穿過旋轉(zhuǎn)斜盤上下死點的直徑線，在上下死點處，旋轉(zhuǎn)斜盤分別與到達壓縮沖程端的活塞和到達吸氣沖程端的活塞相配準。上述直徑線可以認為是旋轉(zhuǎn)斜盤部件的傾斜線，變化推力中心的上述移動產(chǎn)生一個使旋轉(zhuǎn)斜盤繞其傾斜線轉(zhuǎn)動的瞬態(tài)力或力矩。而且瞬態(tài)力隨著壓縮機容積的增大而呈比例增加。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件運動到其最大傾角位置時，壓縮機工作在最大容積狀態(tài)，并且，旋轉(zhuǎn)斜盤部件繞旋轉(zhuǎn)斜盤部件傾斜線轉(zhuǎn)動的瞬態(tài)力最大。
然而，如上所述，當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤在給定的傾角位置與驅(qū)動軸一起轉(zhuǎn)動時，在旋轉(zhuǎn)斜盤的一個完整轉(zhuǎn)動周期內(nèi)，作用在旋轉(zhuǎn)斜盤部件上推力位置會變化多次，其變化次數(shù)與壓縮機的氣缸數(shù)目相對應(yīng)。尤其是，在每次變化時，推力的作用位置相對于旋轉(zhuǎn)斜盤部件和轉(zhuǎn)子部件的轉(zhuǎn)動連接點在延展至兩側(cè)的區(qū)域內(nèi)逐漸移動，而轉(zhuǎn)動連接點構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)斜盤和轉(zhuǎn)子部件間的鉸接機構(gòu)。鉸接機構(gòu)通常配置在從旋轉(zhuǎn)斜盤部件的上死點至旋轉(zhuǎn)斜盤部件的壓縮排放作用區(qū)作周向移動的位置處。因此，當(dāng)推力的作用位置運動穿過鉸接機構(gòu)時，相對于轉(zhuǎn)動連接點作用在旋轉(zhuǎn)斜盤部件上的瞬態(tài)力或力矩可以準確地改變其作用方向。其結(jié)果，當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件的最大傾角限位機構(gòu)的接觸區(qū)在旋轉(zhuǎn)斜盤的兩上區(qū)域上、即在對于旋轉(zhuǎn)斜盤傾斜線作為壓縮排放工作區(qū)和作為吸氣工作區(qū)的區(qū)域上形成時，由于瞬態(tài)力或力矩的作用方向的變化，所以旋轉(zhuǎn)斜盤部件吸氣工作區(qū)上形成的接觸區(qū)與轉(zhuǎn)子部件的接觸區(qū)會相接觸和脫離接觸，而旋轉(zhuǎn)斜盤部件壓縮排放工作區(qū)上形成的接觸區(qū)保持與轉(zhuǎn)子部件接觸區(qū)的接觸不變。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)斜盤振動并產(chǎn)生噪聲。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種變?nèi)莘e致冷壓縮機，該壓縮機含有一個旋轉(zhuǎn)斜盤部件，該旋轉(zhuǎn)斜盤部件使單頭活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動并且包括一個用于旋轉(zhuǎn)斜盤部件的最大傾角限位機構(gòu)，該限位機構(gòu)被加以改進，從而在減小旋轉(zhuǎn)斜盤振動和壓縮機噪聲的同時，可以穩(wěn)定地保持旋轉(zhuǎn)斜盤部件的最大傾角位置。
為了實現(xiàn)上述目的，提供了一種變?nèi)莘e致冷壓縮機，該致冷壓縮機包括一個軸向延展柱狀缸體，該缸體內(nèi)有多個軸向氣缸并且構(gòu)成壓縮機外殼體的一部分；多個活塞，這些活塞在氣缸內(nèi)滑動以壓縮致冷氣體；前蓋，固定在柱狀缸體的軸向前端上并構(gòu)成位于柱狀缸體內(nèi)的曲軸腔；驅(qū)動軸，由柱狀缸體和前蓋支承和遮蓋并且在驅(qū)動時繞其轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；后蓋，固定在柱狀缸體的后端上并且構(gòu)成位于柱狀缸體內(nèi)的吸氣腔和排放腔；轉(zhuǎn)子部件，安裝在驅(qū)動軸上并一起轉(zhuǎn)動；旋轉(zhuǎn)斜盤部件，通過鉸接機構(gòu)連接到轉(zhuǎn)子部件上從而與轉(zhuǎn)子部件同步轉(zhuǎn)動，并且與多個活塞有效連接以驅(qū)使活塞進行吸氣、壓縮和排放操作，旋轉(zhuǎn)斜盤部件含有一個吸氣工作區(qū)并一個壓縮排放工作區(qū)，這兩個工作區(qū)由對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)斜盤傾斜線的一預(yù)定線分隔，而旋轉(zhuǎn)斜盤隨著曲軸腔的吸氣腔內(nèi)流動壓力的變化改變其相對于垂直于驅(qū)動軸轉(zhuǎn)軸的一個平面的傾角；和一個傾角限位機構(gòu)，位于轉(zhuǎn)子部件和旋轉(zhuǎn)斜盤部件之間以限制旋轉(zhuǎn)斜盤部件傾斜在預(yù)定的最大角度位置。
其特征在于鉸接機構(gòu)包含位于轉(zhuǎn)子部件和旋轉(zhuǎn)斜盤部件間的一個轉(zhuǎn)動連接點以使轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)斜盤作同步轉(zhuǎn)動并且使旋轉(zhuǎn)斜盤部件可以改變其傾角，鉸接機構(gòu)的轉(zhuǎn)動連接點位置環(huán)繞著驅(qū)動軸轉(zhuǎn)軸從旋轉(zhuǎn)斜盤的上死點移向壓縮排放工作區(qū)，以及其特征在于傾角限位機構(gòu)包括轉(zhuǎn)子部件上的第一接觸區(qū)和旋轉(zhuǎn)斜盤部件上的第二接觸區(qū)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件到達最大傾角位置時，上述第一和第二接觸區(qū)進行相互接觸，旋轉(zhuǎn)斜盤的第二接觸區(qū)相對于旋轉(zhuǎn)斜盤傾斜線而言位于旋轉(zhuǎn)斜盤的吸氣工作區(qū)。
與旋轉(zhuǎn)斜盤部件的傾斜線相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)斜盤部件預(yù)定線穿過旋轉(zhuǎn)斜盤部件的上死點(在該點處，旋轉(zhuǎn)斜盤部件與運動到其上死點的一個活塞有效連接)和下死點(在該點處，旋轉(zhuǎn)斜盤部件與運動到其下死點的一個活塞有效連接)。
更可取地，旋轉(zhuǎn)斜盤部件包括一個盤狀部件，該盤狀部件含有一個大體上的中心孔，驅(qū)動軸沿軸向穿過該中心孔，旋轉(zhuǎn)斜盤的中心孔上有一個支承部分，在該支承部分處，旋轉(zhuǎn)斜盤部件由部分驅(qū)動軸提供局部旋轉(zhuǎn)支承，從而可以改變旋轉(zhuǎn)斜盤部件的傾角，并且該部分驅(qū)動軸相對于驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)軸而言位于與鉸接機構(gòu)相反的一側(cè)。
此外，構(gòu)造在旋轉(zhuǎn)斜盤部件的吸氣工作區(qū)上的第二接觸區(qū)位于旋轉(zhuǎn)斜盤部件的4個象限之一內(nèi)，這4個象限由預(yù)定線和垂直于垂直穿過預(yù)定線的一根線構(gòu)成，并且第二接觸區(qū)所在的象限包含旋轉(zhuǎn)斜盤部件的下死點。
旋轉(zhuǎn)斜盤部件的第二接觸區(qū)是旋轉(zhuǎn)斜盤部件在對著轉(zhuǎn)子部件的那一部分上構(gòu)成的凸塊的一個端面。
根據(jù)配置在本發(fā)明的變?nèi)莘e致冷壓縮機中的傾角限位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)作用在旋轉(zhuǎn)斜盤部件上推力作用線由于致冷氣體的壓縮產(chǎn)生變化時，旋轉(zhuǎn)斜盤部件可以穩(wěn)定地保持在最大傾角位置。其原因在于當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤移動到最大傾角位置時，旋轉(zhuǎn)斜盤部件通過使轉(zhuǎn)子部件的第一接觸面與構(gòu)造在吸氣工作區(qū)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)斜盤部件的第二接觸面(該接觸面不直接受推力作用)相接觸。就是說，旋轉(zhuǎn)斜盤部件不會產(chǎn)生由瞬態(tài)力或力矩所引起的振動，而上述JP-A-’470的壓縮機的旋轉(zhuǎn)斜盤部件卻存在這種振動。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件配有使驅(qū)動軸軸向穿過的大體上的中心孔以直接支承驅(qū)動軸時，盡管旋轉(zhuǎn)斜盤部件從驅(qū)動軸上得不到足夠的強度支承以承受作用在旋轉(zhuǎn)斜盤部件上的瞬態(tài)力或力矩(其原因在于旋轉(zhuǎn)斜盤部件和驅(qū)動軸間的接觸部分太小)，但是，當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件運動到其最大傾角位置時，按照本發(fā)明的傾角限位機構(gòu)仍可以有效地穩(wěn)定支承旋轉(zhuǎn)斜盤。
此外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件的第二接觸區(qū)由旋轉(zhuǎn)斜盤部件的一部分上所形成的凸塊的一個端面構(gòu)成時，由于本體凸塊可以是旋轉(zhuǎn)斜盤上用來獲得旋轉(zhuǎn)斜盤動態(tài)平衡(旋轉(zhuǎn)斜盤轉(zhuǎn)動時)的那一部分，因此第二接觸區(qū)可以與起平穩(wěn)作用的凸塊一起產(chǎn)生。這樣，可以以較低的制造成本容易地構(gòu)造第二接觸區(qū)。
參照以下附圖，從以下的優(yōu)選實施例說明中將能更清楚地了解本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點。其中圖1為表示按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的具有由旋轉(zhuǎn)斜盤部件往復(fù)驅(qū)動的單頭活塞的變?nèi)莘e致冷壓縮機的縱截面圖；圖2為表示圖1中壓縮機內(nèi)配用的旋轉(zhuǎn)斜盤部件的正視圖，表示了用于旋轉(zhuǎn)斜盤部件的鉸接機構(gòu)的一部分的位置，同時表示了旋轉(zhuǎn)斜盤中傾角限位機構(gòu)的接觸區(qū)域；以及圖3為表示類似圖2中旋轉(zhuǎn)斜盤部件的中心部分的截面圖，表示了中心部分中的一個大體上的中心孔。
參照圖1，可變?nèi)莘e致冷壓縮機含有一個柱狀缸體1，該缸體有二個軸向相對的端面，即前端面和后端面。柱狀缸全體1的前端面由一個密封固定在柱狀缸體1上的鐘形前蓋2閉合，而柱狀缸體1的后端面由一個通過閥板4密封固定在柱狀缸體1上的后蓋3合。柱狀缸體1和前蓋2構(gòu)成了位于柱狀缸體1前端的內(nèi)曲軸腔5。曲軸腔5的作用是讓驅(qū)動軸6沿軸向穿越該腔。前蓋2和柱狀缸體1通過均為減摩徑向軸承的一個前軸承7a和一個后軸承7b為驅(qū)動軸6提供旋轉(zhuǎn)支承。驅(qū)動軸6的最前端延伸出前蓋2的前開口之外，以便承受來自圖中未示出驅(qū)動源(如汽車發(fā)動機)的外部驅(qū)動力。驅(qū)動軸6受驅(qū)動時便環(huán)繞旋轉(zhuǎn)中心軸轉(zhuǎn)動，從而使下述的壓縮機工作。柱狀缸體1上配有多個氣缸8，這些氣缸8沿軸向從前端延伸至后端。氣缸8環(huán)繞驅(qū)動軸6的轉(zhuǎn)軸分布，因而相互平行?；钊?，即單頭活塞9是這樣安裝在各個圓柱孔8中的，即各個活塞9可在各個氣缸8內(nèi)滑動。
驅(qū)動軸6有一個通過推力軸承19固定在驅(qū)動軸上靠近前蓋2內(nèi)端壁的位置上的轉(zhuǎn)子部件10。因此，轉(zhuǎn)子部件10與曲軸腔5內(nèi)的驅(qū)動軸6一起轉(zhuǎn)動。
旋轉(zhuǎn)斜盤部件11安裝在驅(qū)動軸6上，它位于轉(zhuǎn)子部件10的后面并大體上位于曲軸腔5的中部。旋轉(zhuǎn)斜盤部件11佤有大體位于其中心的孔20，驅(qū)動軸6沿軸向穿過該中心孔。
旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的中心孔20具有非直線圓柱形狀，其柱孔是兩個不同的柱孔20b和20c的組合，這兩個柱孔傾斜于垂直于旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的端面的軸(詳見圖3)。兩個傾斜柱孔20b和20c在旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的中心柱孔20的大體上中間位置處相交，使得旋轉(zhuǎn)斜盤11部件可繞圖3所示“R”軸轉(zhuǎn)動，從而可以改變其傾斜角，使其從最小傾角位置變到最大傾角位置。根據(jù)圖2和圖3所示，必須看到在這一過程中，軸”R“位于旋轉(zhuǎn)斜盤部件本身并且處在以下描述的鉸接機構(gòu)“K”(圖2)相反一側(cè)的位置上(相對于驅(qū)動軸6的轉(zhuǎn)軸而言)。兩上傾斜柱孔20b和20c提供了一個支承部20a，該支承部20a環(huán)繞上述軸“R”并圍繞與驅(qū)動軸6轉(zhuǎn)軸重合的軸成弓形延展。旋轉(zhuǎn)斜盤部件11通過支承部20a支承在驅(qū)動軸6上，并且通過支承部20c避免了在某一平面內(nèi)的徑向移動，而該平面在垂直于驅(qū)動軸6轉(zhuǎn)軸的方向上延展，并且包含旋轉(zhuǎn)斜盤部件的傾斜線A-A，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11通過線A-A傾斜地支承在驅(qū)動軸6上。
由圖3可見，當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件11運動剖其最小傾角位置時，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的柱孔20b在驅(qū)動軸6的外周面與旋轉(zhuǎn)斜盤部件11之間提供了一個小角度間隙Q1(10到15度)。另一方面，當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件11運動到其最大傾角位置時，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的柱孔20c在驅(qū)動軸6的外周面與旋轉(zhuǎn)斜盤部件11之間提供了一個不同的角度間隙Q2(1到2度)。
在圖3中，參考標號20d代表旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的中心孔側(cè)上的內(nèi)平面部分。該平面部分20d隨著上述傾斜柱孔20b和20c的形成而形成。
再參見圖1，盤簧12配置在轉(zhuǎn)子部件10和旋轉(zhuǎn)斜盤部件11之間，用來穩(wěn)定地向后推動旋轉(zhuǎn)斜盤部件11。旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的外環(huán)面通過滑塊14與各個活塞9連接，滑塊14含有半球形嚙合面，該嚙合面配入各個活塞9中的球形凹槽(典型圖見圖1中示出的一個活塞)。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤11和驅(qū)動軸6一起轉(zhuǎn)動時，活塞9在各自的氣缸8中作往復(fù)運動。就是說，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的環(huán)面部分與滑塊14的嚙合構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)-往復(fù)運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)。
旋轉(zhuǎn)斜盤部件11配有一個如圖1中點劃線所示的托架15，該托架15構(gòu)造在前端部分。形如凸塊的托架15用來構(gòu)成旋轉(zhuǎn)斜盤部件11和轉(zhuǎn)子部件10之間的鉸接機構(gòu)“ K”的一部分。托架15的一個端部固定著導(dǎo)向銷26的一端。導(dǎo)向銷16凸向轉(zhuǎn)子部件10并且含有一個構(gòu)成球形部分16a的外端。球形部分16a配入轉(zhuǎn)子部件10后側(cè)的支承臂17的孔17a中。如圖1中點劃線所示，支承臂17凸向旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的導(dǎo)向銷16，并且構(gòu)成了與托架15和導(dǎo)向銷16相配合的一個部分，由此構(gòu)成了鉸接機構(gòu)“K”。由于鉸接機構(gòu)“K”實際上置于相對于活塞9(如圖1中實線所示)的周向不同位置上，因此用圖1中點劃線加以表示。支承臂17的導(dǎo)孔17a與延伸平面平行，從而含有旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的傾斜線A-A和驅(qū)動軸6的轉(zhuǎn)軸。導(dǎo)孔17a沿徑向延展，并且當(dāng)導(dǎo)孔17a靠近驅(qū)動軸6的轉(zhuǎn)軸時，導(dǎo)孔17a向后傾斜。支承臂17的與鉸接機構(gòu)“K”的球形部分16a相配合的導(dǎo)孔17a具有中心線，從而當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件11在鉸接機構(gòu)“K”的約束導(dǎo)引下改變其傾角時，與旋轉(zhuǎn)斜盤部件11有效連接的各個活塞9的上死點大致不變。
后殼3內(nèi)配有一個吸氣腔30，用來接收要壓縮的致冷氣體；以及一個用來接收被壓縮過致冷氣體的排放腔31。及氣腔和排放腔相互密封隔離。閥板4上配有吸氣口32，用來為壓縮腔(構(gòu)造在位于閥板4和活塞9之間的各個氣缸8中)和吸氣腔30之間提供流體傳遞途徑。閥板4上還配有排放口33，用來為各個氣缸8中的壓縮腔和排放腔31之間提供流體傳遞途徑。
閥板4的吸氣口32由普通的吸氣閥-隨著活塞9的往復(fù)運動而開啟和閉合的吸氣針閥所遮蓋，而閥板4的排放口33由普通的排放閥-隨著活塞9的往復(fù)運動位于閥板4和閥定位板34之間的排放針閥所遮蓋。后蓋3內(nèi)含有一個用來控制曲軸腔5中流動壓力的控制閥(圖中未示出)。在美國專利號4,729,719和Kaynkawa等等中披露了典型的控制閥并委托給了本發(fā)明的同一代理人。
旋轉(zhuǎn)斜盤部件11在其中心孔20的最后端配有一個沉孔116。當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件11運動到其最小傾角位置處時，沉孔11b與固定在驅(qū)動軸6后部上的擋圈13觸接。就是說，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的沉孔11b和擋圈13構(gòu)成了最小傾角限位機構(gòu)。另一方面，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的最大傾角位置由轉(zhuǎn)子部件10和旋轉(zhuǎn)斜盤部件11上的接觸區(qū)域限定。就是說，用來限定旋轉(zhuǎn)斜盤部件11最大傾角位置的限位機構(gòu)由轉(zhuǎn)子部件10和旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的接觸區(qū)域構(gòu)成，按照本發(fā)明，該接觸區(qū)域被加以改進，以下參照圖2對該限位機構(gòu)加以說明。
參照圖2，位于旋轉(zhuǎn)斜盤部件11前端上的鉸接機構(gòu)“K”中的托架15和導(dǎo)向銷16從旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的上死點位置“P”移向?qū)儆谛D(zhuǎn)斜盤部件11的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向側(cè)的旋轉(zhuǎn)斜盤區(qū)，即移向?qū)?yīng)于旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的傾斜線A-A的區(qū)域“X”。在旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的轉(zhuǎn)動過程中，區(qū)域“X”用來使各個單頭活塞9產(chǎn)生壓縮和排放動作。因此，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的區(qū)域“X”可以定義為旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的壓縮-排放工作區(qū)。其次，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的余下區(qū)域“Y”用來使各個單頭活塞9產(chǎn)生吸氣動作。因此，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的區(qū)域“Y”可以定義為旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的吸氣工作區(qū)。
在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)斜盤部件11中，為了限定旋轉(zhuǎn)斜盤11最大傾角位置而與轉(zhuǎn)子部件觸接的旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的接觸區(qū)11a位于旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的吸氣工作區(qū)“Y”的一部分中。尤其是，與轉(zhuǎn)子部件10后接觸區(qū)觸接的旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的接觸區(qū)11a最好處于吸氣工作區(qū)“ Y”的象限“Z”中，該象限“Z”是由旋轉(zhuǎn)斜盤的傾斜線A-A和垂直于線A-A的另一線所限定的四個象限之一。可見，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的象限“Z”包含旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的下死點“Q”。旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的接觸區(qū)11a為上述象限“Z”中凸塊的端平面，并且具有扇形形狀(如圖2可見)。
當(dāng)具有上述內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變?nèi)莘e致冷壓縮機由驅(qū)動軸6的轉(zhuǎn)動所驅(qū)動時，通過鉸接機構(gòu)“K”與轉(zhuǎn)子部件10連接的旋轉(zhuǎn)斜盤11與驅(qū)動軸6一起轉(zhuǎn)動。因此，單頭活塞9通過滑塊14，14在各個氣缸8中作往復(fù)運動。這樣，致冷氣體通過吸氣口32從吸氣腔30吸入各個氣缸28的壓縮腔。吸入的致冷氣體在各個氣缸8的壓縮腔內(nèi)被壓縮，并從各個氣缸8中排入排放腔31。排入排放腔31中的壓縮致冷氣體的容積由控制閥控制，該控制閥控制著曲軸腔5中的壓力值。
當(dāng)通過操作控制閥使得圖1中曲軸腔5內(nèi)的流動壓力增加時，作用在各個活塞9背板上的壓力增加。因此，各個活塞9的沖程減小從而減小旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的傾角。就是說，在鉸接機構(gòu)“K”中，導(dǎo)向銷16的球面部分16a在支承臂17的導(dǎo)向孔17a內(nèi)朝著驅(qū)動軸6的軸作旋轉(zhuǎn)滑動。其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11在中心孔20的支承部分20a處繞樞軸“R”轉(zhuǎn)動，并且受到盤簧12有彈簧力作用而沿著驅(qū)動軸的外周面向后運動。就是說，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的支承部分20a在驅(qū)動軸6上做直線滑動。因此，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的傾斜角減小，結(jié)果使得從各個氣缸8的壓縮腔中排出的壓縮致冷氣體的容積減小。當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的沉孔11b與固定在驅(qū)動軸6后部的擋圈觸接時，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的最小傾角位置即被限制。
另一方面，當(dāng)壓縮機工作在小容積狀態(tài)時，并且當(dāng)通過控制閥的壓力調(diào)節(jié)操作而減小曲軸腔5中的壓力值時，作用在各個活塞9背板上的壓力減小，從而引起旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的傾角增大。這樣，鉸接機構(gòu)“K”的導(dǎo)向銷16的球面部分16a在鉸接機構(gòu)“K”的支承臂17的導(dǎo)向孔17中作旋轉(zhuǎn)向上運動。因此，在保持旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的圓支承部分20a與驅(qū)動軸6的外周面滑動觸接的同時，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11克服盤簧12的彈簧力向前運動。這樣，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的傾角增大，從而增大了各個活塞9的沖程。其結(jié)果，壓縮機的容積增大。最大傾角位置由傾角限位機構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的接觸區(qū)域11a(第二接觸區(qū))和轉(zhuǎn)子部件10的后接觸區(qū)(第一接觸區(qū))相觸接而加以限制。
在這一行程中，轉(zhuǎn)子部件的第一接觸區(qū)10a由位于前述吸氣工作區(qū)“Y”中的旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的第二接觸區(qū)11a觸接，尤其是，在含有旋轉(zhuǎn)斜盤部件11下死點“Q”的旋轉(zhuǎn)斜盤11的象限“ Z”中，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的接觸區(qū)11a即是旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的凸塊的一個端面。
因此，當(dāng)由致冷氣體的壓縮所引起的并且通過各個活塞9作用在旋轉(zhuǎn)斜盤部件11外環(huán)部分上的推力動態(tài)地改變其在含有旋轉(zhuǎn)斜盤部件與轉(zhuǎn)子部件10的連接點的圖2中“S”標定區(qū)內(nèi)的作用位置時，由于旋轉(zhuǎn)斜盤部件11與轉(zhuǎn)子部件10的接觸不會發(fā)生在旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的壓縮和排放工作區(qū)“X”內(nèi)，因此，由變化推力引起并作用在旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的壓縮和排放區(qū)“X”上的瞬態(tài)力不會引起旋轉(zhuǎn)斜盤部件11直接與轉(zhuǎn)子部件10的一部分產(chǎn)生碰撞。尤其是，由于旋轉(zhuǎn)斜盤部件11僅僅通過吸氣工作區(qū)“Y”內(nèi)的接觸區(qū)11a與轉(zhuǎn)子部件10觸接，因此瞬態(tài)力方向的變化不會對轉(zhuǎn)子部件10和旋轉(zhuǎn)斜盤部件11產(chǎn)生任何會引起旋轉(zhuǎn)斜盤部件11振動的不利影響。結(jié)果，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11可以通過操作傾角限位機構(gòu)穩(wěn)定地保持在最大傾角位置。
應(yīng)當(dāng)看到，圖2的上述區(qū)域“S”沿周向環(huán)繞一個含有旋轉(zhuǎn)斜盤部件11與轉(zhuǎn)子部件10的一個連接點，即導(dǎo)向銷16的球形部分16a與鉸接機構(gòu)“K”的支承臂17中導(dǎo)向孔17a的一個嚙合點的區(qū)域。
此外，在壓縮機含有直接通過中心孔20安裝在驅(qū)動軸6上的旋轉(zhuǎn)斜盤部件的情況下，旋轉(zhuǎn)斜盤部件11和驅(qū)動軸6之間的連接部分非常小。因此在由于致冷氣體的壓縮所作用在旋轉(zhuǎn)斜盤部件11上的變化瞬態(tài)力的作用下，驅(qū)動軸6不能為旋轉(zhuǎn)斜盤部件11提供足夠的實際支承來穩(wěn)定地把旋轉(zhuǎn)斜盤部件11保持在一個可控角度傾斜位置。結(jié)果，本發(fā)明中用來限定旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的最大傾角位置的傾斜限位機構(gòu)的存在對于穩(wěn)定地保持旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的可控位置是十分有效的。
此外，由于旋轉(zhuǎn)斜盤11的接觸區(qū)11a構(gòu)造在對于動態(tài)地干衡轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)斜盤部件11所必需的凸塊的端部，因此可以通過制造本體凸塊來構(gòu)成接觸區(qū)，這樣，接觸區(qū)11a可以在低制造成本下很容易地構(gòu)造出來。
在本發(fā)明的所述和所示實施例中，只有旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的接觸區(qū)11a構(gòu)造在旋轉(zhuǎn)斜盤部件11的凸塊端面上。但是轉(zhuǎn)子部件10的接觸區(qū)10a可以類似地是轉(zhuǎn)子部件10一部分上的凸塊的一個端面。
從本發(fā)明的前述實施例的說明中可見，按照本發(fā)明，用于可變?nèi)莘e致冷壓縮機的旋轉(zhuǎn)斜盤的一個改進型傾角限位機構(gòu)可以用來穩(wěn)定地保持旋轉(zhuǎn)斜盤的最大傾角而不會產(chǎn)生噪聲。
應(yīng)當(dāng)注意到，在不背離本發(fā)明在所附權(quán)利要求中聲明的范圍和實質(zhì)的情況下，本專業(yè)技術(shù)人員可以進行各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種可變?nèi)莘e致冷壓縮機包括一個軸向延伸的柱狀缸體，該缸體含有多個軸向氣缸并且構(gòu)成了壓縮機外機殼的一部分；多個裝入氣缸內(nèi)并可滑動的活塞，用來壓縮致冷氣體；固定在上述柱狀缸體的軸向前端面上的前蓋，該前蓋限定了位于柱狀缸體內(nèi)的曲軸腔；可旋轉(zhuǎn)地支承在上述柱狀缸體和上述前蓋上并被上述柱狀缸體和上述前蓋所遮蓋的驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸被驅(qū)動時繞其上的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；固定在上述柱狀缸體的后端面上的后蓋，該后蓋限定了位于柱狀缸體內(nèi)的需壓縮致冷氣體用的吸氣腔和已壓縮致冷氣體用的排放腔；安裝在上述驅(qū)動軸上并隨之旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子部件；一個旋轉(zhuǎn)斜盤部件，該部件通過鉸接機構(gòu)與上述轉(zhuǎn)子部件相連，從而與上述轉(zhuǎn)子部件同步轉(zhuǎn)動，并且，該旋轉(zhuǎn)斜盤部件與上述多個活塞可操作地連接以驅(qū)動上述活塞產(chǎn)生吸氣、壓縮和排放動作。上述旋轉(zhuǎn)斜盤含有一個吸氣工作區(qū)和一個壓縮排放工作區(qū)，這兩個工作區(qū)由對應(yīng)于上述旋轉(zhuǎn)斜盤傾斜線的一根預(yù)定線分隔開來，該旋轉(zhuǎn)斜盤根據(jù)上述曲軸腔和上述吸氣腔中流動壓力的不同而改變相對于與上述驅(qū)動軸轉(zhuǎn)軸垂直的平面的傾角；以及位于上述轉(zhuǎn)子部件和上述旋轉(zhuǎn)斜盤之間的傾角限位機構(gòu)，用來把上述旋轉(zhuǎn)斜盤的傾角限制在預(yù)定的最大角度位置；其特征在于鉸接機構(gòu)包含一個位于上述轉(zhuǎn)子部件和旋轉(zhuǎn)斜盤部件間的轉(zhuǎn)動連接點，使得上述轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)斜盤部件可作同步轉(zhuǎn)動，同時還使得上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件可以改變傾角，上述鉸接機構(gòu)的上述轉(zhuǎn)動連接點位置從上述旋轉(zhuǎn)斜盤的上死點繞著上述驅(qū)動軸的上述轉(zhuǎn)軸移向上述壓縮排放工作區(qū)，以及其特征在于，上述傾角限位機構(gòu)由構(gòu)造在上述轉(zhuǎn)子部件上的第一接觸區(qū)和構(gòu)造在上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件上的第二接觸區(qū)構(gòu)成，當(dāng)上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件的傾角達到上述最大角度位置時，上述第一和第二接觸區(qū)相互觸接，上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件的上述第二接觸區(qū)位于與上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件上述傾斜線相對應(yīng)的上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件的上述吸氣工作區(qū)。
2.按照權(quán)利要求1的一種變?nèi)莘e致冷壓縮機，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)斜盤的對應(yīng)于上述傾斜線的上述預(yù)定線通過上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件的上死點(在該死點處，上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件與移到其上死點的上述活塞之一可操作地連接)和下死點(在該死點處，上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件與移到其下死點的上述活塞之一可操作地連接)。
3.按照梳利要求1的一種變?nèi)莘e致冷壓縮機，其特征在于上述活塞為單頭活塞，其一端壓縮致冷氣體，而另一端通過旋轉(zhuǎn)-往復(fù)運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)與上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件相連接。
4.按照權(quán)利要求1的一種變?nèi)莘e致冷壓縮機，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件包括一個單一的盤狀部件，該盤狀部件含有一個大體上的中心孔，上述驅(qū)動軸沿軸向穿過該中心孔，上述旋轉(zhuǎn)斜盤的上述中心孔上有一個支承部分，在該支承部分處，上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件由上述驅(qū)動軸的一部分提供局部旋轉(zhuǎn)支承，從而可以改變旋轉(zhuǎn)斜盤部件的傾角，并且上述驅(qū)動軸的上述部分相對于上述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)軸而言位于與上述鉸接機構(gòu)相反的一側(cè)。
5.按照權(quán)利要求1的一種變?nèi)莘e致冷壓縮機，其特征在于構(gòu)造在上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件的上述吸氣工作區(qū)上的上述第二接觸區(qū)位于上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件的4個象限之一內(nèi)，這4個象限由上述預(yù)定線和垂直穿過上述預(yù)定線的一根線構(gòu)成，并且第二接觸區(qū)所處的象限包含上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件的下死點。
6.按照權(quán)利要求1的變?nèi)莘e致冷壓縮機，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件的第二接觸區(qū)是上述旋轉(zhuǎn)斜盤部件在對著上述轉(zhuǎn)子部件的一部分上構(gòu)成的凸塊的一個端面。
全文摘要
一種可變?nèi)莘e致冷壓縮機包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸，多個單頭活塞，安裝在驅(qū)動軸上的轉(zhuǎn)子部件，通過鉸接機構(gòu)與轉(zhuǎn)子部件連接和通過滑塊與活塞連接的旋轉(zhuǎn)斜盤部件。旋轉(zhuǎn)斜盤部件改變其傾角以改變壓縮機的排放容積，并且旋轉(zhuǎn)斜盤的最大傾角位置由一個傾角限位機構(gòu)限定。鉸接機構(gòu)包含位于旋轉(zhuǎn)斜盤部件和轉(zhuǎn)子部件間的一個連接點，該連接點位于旋轉(zhuǎn)斜盤部件的壓縮排放區(qū)內(nèi)。
文檔編號F04B27/14GK1152078SQ9611277
公開日1997年6月18日 申請日期1996年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月19日
發(fā)明者大田雅樹, 中村雅哉, 日高茂之, 小林久和 申請人:株式會社豐田自動織機制作所