專利名稱：壓縮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及例如應用于車輛空調系統(tǒng)中的壓縮機，尤其涉及抑制振動和噪音產(chǎn)生的壓縮機。
一種公知的壓縮機采用一旋轉斜盤，該斜盤固定于一驅動軸并與活塞聯(lián)接。在旋轉斜盤壓縮機中，斜盤的轉動被轉換為活塞的往復運動，以壓縮致冷氣體。螺旋壓縮機，它采用一對螺旋狀轉子來壓縮氣體，在現(xiàn)有技術中也是公知的。
在旋轉斜盤和螺旋壓縮機中，施加于驅動軸或轉子的扭矩波動和在壓縮期間作用于斜盤或轉子的壓縮反作用力的波動產(chǎn)生了振動。這些振動提示了壓縮機的噪音級別。
為減小振動并抑制噪音，已建議采用減振器。例如，日本未審定的專利公告No.5-33787描述了一種螺旋壓縮機，如圖5所示，具有兩個轉子70。轉子70中的一個由軸71支承。減振器72，它是一種普通的動態(tài)減振器，與軸71接合。減振器72包括一彈簧73，它與軸71連接，還包括一重塊74，它與彈簧73聯(lián)接。減振器72有一固有頻率，由彈簧73的彈簧常數(shù)和重塊74的質量確定。減振器72的固有頻率大致與轉子70的軸向振動頻率相同。換言之，減振器72的頻率和轉子70的頻率處在同一范圍內。因此，減振器72的振動抵消轉子70的軸向振動，從而減小了產(chǎn)生噪音的振動。
上述的公告還告之采用橡膠體來代替彈簧73。若轉子70的軸向振動頻率被包含在和減振器固有頻率相同的范圍內，按采用彈簧73時相同的方式，可減小振動。
然而，當轉子70的振動頻率在減振器72固有頻率范圍之外時，不管轉子70峰值頻率急劇地下降，轉子70仍會軸向振動。因此，振動降低是不充分的。
若減振器采用橡膠體，則減振器的固有頻率由于橡膠體的溫度而很大變化。這是由于確定減振器固有頻率的橡膠體的彈簧常數(shù)隨溫度而變化。
壓縮反作用使作用于轉子70上的扭矩產(chǎn)生波動，并產(chǎn)生振動(扭轉振動)。這些扭轉振動可用動態(tài)減振器來降低，該減振器有一彈性體，作用沿扭轉方向作用的彈簧，還有一重塊。然而，這種降低扭振的減振器具有和降低軸向振動的減振器72同樣的缺點，即振動降低是不充分的。
驅動軸和斜盤的軸向與扭轉振動也發(fā)生在旋轉斜盤壓縮機內。然而，應用于上述螺旋壓縮機中的減振器不能充分地降低斜盤壓縮機中的振動，這是顯然的。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進的壓縮機，它抑制了振動的產(chǎn)生。
為達到上述目的，本發(fā)明提供一種具有轉子件的壓縮機，它包括一根整體的旋轉驅動軸；一個由旋轉件驅動以壓縮氣體的壓縮件，它使旋轉件產(chǎn)生扭轉振動；和一個用以降低旋轉件扭轉振動的減振器。該減振器具有的固有頻率基本上等于旋轉件的固有頻率。該減振器包括一個與旋轉件聯(lián)接的彈性件。該彈性件起到沿扭振方向作用的扭轉彈簧的功能。一重塊經(jīng)彈性件聯(lián)接于旋轉件。該重塊經(jīng)彈性件與旋轉件一起扭振，以抵消旋轉件的扭振。該減振器的固有頻率主要由重塊的質量和彈性件的彈簧常數(shù)確定。該彈性件由在壓縮機工作溫度范圍內基本保持彈簧常數(shù)的材料制成。在旋轉件和重塊之間設置一吸振件，以吸收旋轉件的扭振。該吸振件的彈簧常數(shù)小于彈性件的彈簧常數(shù)，使減振器的固有頻率基本上不受吸振件的影響。
根據(jù)下面的說明，連同作為例子圖示本發(fā)明原理的附圖一起，本發(fā)明的其他的方面和優(yōu)點會變得更加明顯。
附圖簡介認為是新穎的本發(fā)明的特點詳細地限定在所附的權利要求書中。通過參照下面對目前最佳實施例的描述和附圖，可以獲得對本發(fā)明及其目的和優(yōu)點的最清楚的理解。


圖1是表示本發(fā)明壓縮機的橫剖視圖；圖2是表示圖1減振器的放大的局部橫剖視圖；圖3是表示圖2減振器的透視圖；圖4是表示扭振幅值和扭振頻率之間關系的曲線圖；圖5是表示應用于現(xiàn)有技術螺旋壓縮機中的減振器的橫剖視圖。
優(yōu)先實施例詳述參照圖1-4，現(xiàn)在說明本發(fā)明的壓縮機，如圖1所示，前缸體11和后缸體12在壓縮機的中間截面處彼此連接。前缸體11有一前端，通過一閥板13與前殼體14連接。后缸體12有一后端，通過一閥板15與后殼體16連接。缸體11、12，閥板13、15，前殼體14和后殼體16用若干螺栓17固定在一起而構成壓縮機殼體。
一驅動軸18由一對徑向軸承19旋轉支承，并穿過缸體11、12和前殼體14的中心。驅動軸18有一前端，自前殼體14上伸出。一唇形密封裝置20密封驅動軸18和前殼體14之間的空間。一離合器21設置在驅動軸18的前端。離合器21經(jīng)一皮帶22連于一外部驅動源E，諸如一發(fā)動機，并起到將驅動源E的動力有選擇地傳輸?shù)津寗虞S18的功能。
離合器21包括一皮帶輪23，一內輪轂24、一銜鐵25和一電磁線圈26。在前殼體14的前部限定一支承管。一對軸承27安裝在支承管上，以旋轉方式支承皮帶輪23。皮帶22繞在皮帶輪23上。內輪轂24固定在驅動軸18的前端。銜鐵25由簧片28固定在內輪轂24上。電磁線圈26固定于前殼體14上，并設置在皮帶輪23內，在銜鐵25的相對位置上。
若干等間距的前缸筒29穿過前缸體11，而若干等間距的后缸筒30穿過后缸體12，每一前缸筒與后缸筒30之一對齊。每組對齊的缸筒29,30平行于驅動軸18的軸線，且缸筒29、30的軸線限定一個圓，該圓的中心與驅動軸軸線重合。具有一前端和一后端的雙頭活塞31安裝在每組缸筒29、30內。在活塞31的前端和閥板13之間以及在活塞31的后端和閥板15之間限定一壓縮腔32。
在缸體11、12內限定一曲柄腔33。在曲柄腔33內一斜盤34固定在驅動軸18上。斜盤34由一對半球形端頭35聯(lián)接于各活塞31。驅動軸18的轉動使斜盤34將各活塞31往復移動。一止推軸承36設置在斜盤34各側與相關缸體11、12的內中心端之間。換言之，止推軸承36將斜盤34保持在缸體11、12之間。
在前殼體14內，限定一吸氣腔37和包圍該吸氣腔的一排氣腔39。按同樣方式，在后殼體16內，限定一吸氣腔38和包圍該吸氣腔的一排氣腔40。吸氣腔37,38經(jīng)一吸氣腔道41分別與曲柄腔33連通，吸氣腔道41穿過相關的缸體11、12和閥板13、15。曲柄腔33經(jīng)一壓縮機進口(未示)與一外部致冷劑回路(未示)連通。排氣腔39、40經(jīng)一壓縮機出口(未示)和一排氣通道42分別與該外部致冷劑回路連通，該排氣通道42穿過相關的缸體11、12和閥板13、15。
在對應于各壓縮腔32的各閥板13、15中限定吸氣口43，以便將各壓縮腔32與相關的吸氣腔37,38連接。按同樣方式，在對應于各壓縮腔32的各閥板13,15中限定排氣口44，以便將各壓縮腔32與相關的排氣腔39、40連接。在閥板13、15上為各吸氣口44設置一吸氣閥門45，以關閉吸氣口43。在閥板13、15上為各排氣口44設置一排氣閥門46，以關閉排氣口44。一擋板47固定于各閥板13、15上以限制各排氣閥門46的最大開啟角。
一減振器48與后吸氣腔38內的驅動軸18的后端接合，以抑制驅動軸18的扭振。如圖2和3所示，減振器48包括一金屬銷49，該銷自驅動軸18的后端延伸；一橡膠狀體50，它包括金屬銷49，及一重塊51，它通過金屬銷49和橡膠狀體50連于驅動軸18的后端。
金屬銷49，重塊51和驅動軸18是共軸線的。金屬銷49起扭轉彈簧的作用。橡膠狀體50的功能是吸收金屬銷49的扭振。金屬銷49具有扭轉彈簧常數(shù)，該常數(shù)在壓縮機的整個運轉溫度范圍內基本不變。橡膠狀體50的材料和結構是這樣確定的，使其扭轉彈簧常數(shù)小于金屬銷49的。這樣，橡膠狀體50并不具有像扭轉彈簧那樣大的影響。因此，減振器48的固有頻率主要由重量的質量和金屬銷49的彈簧常數(shù)確定。橡膠狀體50最好由橡膠或彈性體制成。橡膠狀體50最好是丁基橡膠。然而，除了橡膠之外可采用其他種類的橡膠或材料，以制成橡膠狀體50，只要滿足上述條件。
金屬銷49與驅動軸18制成一體。橡膠狀體50是管形的，因此，它能安裝于金屬銷49上。金屬銷49的遠端具有陽螺紋49a。重塊51具有陰螺紋51a，和金屬銷49的陽螺紋49a嚙合，從而將重塊51連接于驅動軸18。在將重塊51固定到銷49上之前，將橡膠狀體50安裝到金屬銷49上。一鍵(未示)設置在銷49和重塊51之間，以防止重塊51變松。
橡膠狀體50能可靠地固定在驅動軸18和重塊51的端面上。橡膠狀體50也能這樣設置，使橡膠狀體50僅僅接觸驅動軸18和重塊51?？刹捎谜辰Y劑或硫化粘結劑來將橡膠狀體50固定于驅動軸18和重塊51。若橡膠狀體50跟驅動軸18及重塊51接觸而不固定，則橡膠狀體50能相對于驅動軸18和重塊51移動。這會產(chǎn)生摩擦，這種摩擦可用來吸收扭振。
現(xiàn)在說明壓縮機的工作。由外驅動源E產(chǎn)生的動力由皮帶22不斷地傳輸?shù)诫x合器21的皮帶輪23上。這樣，當外驅動源E運轉時，皮帶輪23不斷地轉動。當施加于外致冷回路的致冷負載變?yōu)榱銜r，停止對電磁線圈26激磁，從而使簧片28的推動力將銜鐵25與皮帶輪23分離。這便使驅動軸18和外驅動源E分離。
當驅動軸18由外驅動源E轉動時，斜盤34在曲柄腔33內轉動，并借助于端頭35使各活塞31在相關的缸筒組29、30內往復移動?；钊?1的往復移動將致冷氣體自外致冷回路經(jīng)壓縮機進口吸入曲柄腔33內。曲柄腔33內的致冷氣體然后經(jīng)吸氣通道41被吸入相關的吸氣腔37、38內。當各活塞31的任一端進入吸氣沖程時，該端自上止點移到下止點，并使相關壓縮腔32內的壓力下降。這便打開了相關的吸氣閥門45，并將致冷氣體經(jīng)相關的吸氣口43吸入壓縮腔32內。
隨著活塞31的端部進入壓縮/排氣沖程，壓縮腔32內的致冷氣體被壓縮到預定的壓力。被壓縮的致冷氣體然后打開相關的排氣閥門46。這便將致冷氣體經(jīng)相應的排氣口44排入相關的排氣腔39、40內。被壓縮的致冷氣體然后經(jīng)排氣通道42和壓縮機出口被送出排氣腔39,40。外致冷回路包括一冷凝器，一膨脹閥和一蒸發(fā)器，它利用由壓縮機壓縮的致冷氣體來空調車輛的客艙。
在壓縮機運轉期間，各活塞31的壓縮作用導致致冷氣體產(chǎn)生壓縮反作用，后者通過活塞31和斜盤34作用于驅動軸18上。該壓縮反作用產(chǎn)生波動，這又使施加于驅動軸18上的旋轉力，即扭矩產(chǎn)生波動。該扭矩波動使全都整體旋轉的驅動軸18、斜盤34和離合器21產(chǎn)生扭振。驅動軸18，斜盤34和離合器21構成單個旋轉件。如在圖4曲線中用虛線所示，在等于該旋轉件固有頻率的F1頻率處，扭振變?yōu)樽畲?。在該曲線中，扭振的幅值被表示為沿該旋轉件旋轉方向的扭矩皮動。
減振器48與驅動軸18整體聯(lián)接和整體轉動，它構成該旋轉件的一部分。因此，減振器48通過作用彈性件49的金屬銷49與該旋轉件一起扭振。在該優(yōu)先實施例中，重塊51的質量和金屬銷49的彈簧常數(shù)是這樣確定的，使減振器48的固有頻率與該旋轉件的固有頻率重合。這樣，減振器48的振扭在該旋轉件的扭振變?yōu)樽畲蟮念l率F1處變?yōu)樽畲?參看圖4)。重塊51的扭振抵消該旋轉件的扭振，因此，降低了如圖4曲線中虛線所示的該旋轉件的扭振峰值。此外，橡膠狀體50，它并不具有像彈簧那樣的充分影響，吸收該旋轉件的扭振。因此，與圖5中所示的現(xiàn)有技術不同，扭振峰值并不出現(xiàn)在減振器48固有頻率F1附近范圍之外。
因此，該包括驅動軸18的旋轉件的扭振，在該優(yōu)選實施例中以最佳的方式降低。這可靠地降低了振動并抑制了噪音。
橡膠狀體50的彈簧常數(shù)較小，以不影響減振器48的固有頻率。因此，減振器48的固有頻率通過調節(jié)重塊51的質量和金屬銷49的彈簧常數(shù)跟該旋轉件的固有頻率能精確和方便地配合，而不必考慮橡膠狀件50的吸振效果。此外，可確定橡膠狀體50的吸振程度而不必考慮減振器48的固有頻率。這樣，對減振器48很方便地提供優(yōu)選的特性。
在壓縮的整個運轉溫度范圍內，金屬銷49的彈簧常數(shù)基本上不發(fā)生變化。此外，橡膠狀體50的彈簧常數(shù)是小的，因而并不顯著影響減振器48的固有頻率。這樣，即使壓縮機中溫度有變化，減振器48的固有頻率也基本保持不變。因此，減振器48的固有頻率與該旋轉件的固有頻率經(jīng)常地重合而與溫度變化無關。這樣，減振器48的扭振減振效果不受溫度變化的影響。
該優(yōu)先的圖示實施例采用單個金屬銷49，它被管形橡膠狀體50包裹。這簡化了減振器48的結構。此外，橡膠狀體50和金屬銷49僅通過將橡膠狀體50裝到金屬銷49上來裝配。
精通本技術領域的人們應當明白，本發(fā)明可用許多其它的特定方式來實施而不背離本發(fā)明的精神或范圍。更詳細地說，本發(fā)明可按下述方式來實施。
在圖1至3的實施例中，金屬銷49和重塊51是兩分離體。然而，該金屬銷49和重塊51可制成整體，并用螺紋固定在驅動軸18上。在此情況下，在金屬銷49和驅動軸18之間設置一個鍵，以防止金屬銷49松脫。
金屬銷49也可跟重塊51和驅動軸18之一制成整體，并焊于重塊51和驅動軸18中之另一個上?；蛘撸饘黉N49可以是一個獨立的部件，它被焊于或用螺紋固定于驅動軸18和重塊51上。若金屬銷49是用螺紋固定的，應采用一種防止松脫的裝置，諸如鍵。
在驅動軸18和重塊51之間，可設置多于一個金屬銷49。在此情況下，可制成橡膠狀體50來包裹若干金屬銷49。
在圖1至3所示的優(yōu)先實施例中，表明橡膠狀體50與金屬銷49接觸。在此狀態(tài)下，在橡膠狀體49和金屬銷49之間并不出現(xiàn)明顯的相對運動。然而，橡膠狀體50無須接觸金屬銷49。這樣，在金屬銷49和包圍該金屬銷49的管形橡膠狀體50之間可形成間隙?；蛘撸寗虞S18和重塊51可用一個或多個實心橡膠狀支柱或用一個或多個金屬銷彼此連接。
橡膠狀體50無須被裝到金屬銷49上，而一開始可被制成包括金屬銷49。而且減振器48可設置在驅動軸18的前端，在壓縮機殼體之外。
本發(fā)明可應用于任何種類的壓縮機，諸如搖板式壓縮機，葉片式壓縮機，或螺旋壓縮機。本發(fā)明除了應用于可變排量壓縮機外，還可應用于固定排量壓縮機。本發(fā)明可進一步應用于在水運工具和航空器的空調系統(tǒng)中采用的壓縮機。
因此，認為本范例和實施例是說明性的而非限制性的，因而本發(fā)明并不限于本文所給出的細節(jié)，而可在所附權利要求書的范圍與等同物內作出修改。
權利要求
1．一種壓縮機，具有一個包括一整體旋轉驅動軸(18)的旋轉件；一個由該旋轉件驅動以壓縮氣體的壓縮件(31)，它使該旋轉件產(chǎn)生扭振；一個減振器(48)，用以減小該旋轉件的扭振，該減振器的固有頻率基本上等于該旋轉件的固有頻率，其中，減振器包括一彈性件(49)，該彈性件與該旋轉件聯(lián)接，起到一個沿扭振方向作用的扭轉彈簧的作用，還包括一重塊(51)，經(jīng)該彈性件與該旋轉件聯(lián)接，該重塊經(jīng)該彈性件與該旋轉件一起扭振，以抵消該旋轉件的扭振，減振器的固有頻率主要由該重塊的質量和該彈性件的彈簧常數(shù)確定，該壓縮機的特征在于該彈性件由具有基本上保持在壓縮機運轉溫度范圍內的彈簧常數(shù)的材料制成；一吸振件(50)設置在該旋轉件和重塊之間，以吸收該旋轉件的扭振，其中，該吸振件具有的彈簧常數(shù)小于該彈性件的彈簧常數(shù)，使減振器的固有頻率基本上不受該吸振件的影響。
2．按權利要求1所述的壓縮機，其特征在于該吸振件包括一橡膠狀體。
3．按權利要求1所述的壓縮機，其特征在于該彈性件包括一金屬銷。
4．按權利要求3所述的壓縮機，其特征在于該吸振件是管形的，以包圍該金屬銷。
5．按權利要求3所述的壓縮機，其特征在于該金屬銷與該驅動軸整體制成。
6．按權利要求5所述的壓縮機，其特征在于該金屬銷的一端包含一陽螺紋，而該重塊包含陰螺紋，與陽螺紋嚙合。
7．按前述權利要求之一所述的壓縮機，其特征在于該旋轉件包括一個旋轉斜盤，該斜盤被支承來與該驅動軸整體轉動，該壓縮件包括一活塞，與該斜盤聯(lián)接，該活塞借助于旋轉斜盤的轉動而作往復運動。
8．按權利要求7所述的壓縮機，其特征在于該旋轉件還包括一個設置在一外驅動源和該驅動軸之間的離合器，有選擇地使該外驅動源跟該驅動軸連接與分離。
9．按權利要求7所述的壓縮機，其特征在于包括一個用以安裝該驅動軸和旋轉斜盤的殼體，該殼體包含一吸氣腔，一用以保持該活塞的氣缸筒和一排氣腔，其中活塞將氣體自吸氣腔抽吸到氣缸筒，并將氣缸筒內的被壓縮氣體排入排氣腔，其中減振器被配置在吸氣腔內。
全文摘要
有旋轉件的壓縮機,包括驅動軸(18)和斜盤(34)。活塞(31)壓縮氣體使旋轉件扭振。減振器(48)聯(lián)于該軸以減小旋轉件扭振,其固有頻率基本等于旋轉件的,包括連于軸的金屬銷(49),連于旋轉件的重塊(51)和設于軸和重塊間的橡膠體(50)。銷用作沿扭振方向作用的彈簧,其彈簧常數(shù)在壓縮機運轉溫度范圍內基本相同。重塊經(jīng)銷跟旋轉件一起扭振以抵消后者扭振。減振器固有頻率主要由重塊質量和銷的彈簧常數(shù)確定。橡膠體吸收旋轉件的扭振,其彈簧常數(shù)小于銷的,使減振器固有頻率基本不受橡膠體影響。
文檔編號F16F15/12GK1222645SQ9812293
公開日1999年7月14日 申請日期1998年11月27日 優(yōu)先權日1997年11月28日
發(fā)明者木村直文, 中本昭, 鴻村哲志, 大林正和 申請人:株式會社豐田自動織機制作所