涡旋压缩机的制作方法
【专利摘要】具备：定涡盘(1)；动涡盘(2)，其与定涡盘(1)组合而形成压缩室(25)，在一方的面具有一对第一十字键槽(4)；框架(20)，其支承动涡盘(2)，具有一对第二十字键槽(5)；以及十字环(6)，其抑制动涡盘(2)的自转，在一方的面具有能够滑动地嵌合于第一十字键槽(4)的一对第一十字键(6ab)，在另一方的面具有能够滑动地嵌合于第二十字键槽(5)的一对第二十字键(6ac)，十字环(6)在另一方的面具有至少一对突起部(7)，突起部(7)为如下的高度：在十字环(6)进行简谐振动而倾斜时，在第一十字键(6ab)在第一十字键槽(4)的2个部位接触之前，突起部(7)与动涡盘(2)的一方的面接触。
【专利说明】
满旋压缩机
技术领域
[0001]本发明涉及例如空气调节装置、制冷装置的涡旋压缩机。
【背景技术】
[0002]以往的涡旋压缩机中有如下的压缩机，即具有:在底板的一面设有涡旋的动涡盘；在轴向侧支承动涡盘的框架;形成于动涡盘的一对十字键槽(日文:十字键溝)；与这些槽正交地形成于框架的一对十字键槽;配置于上述动涡盘与框架之间的十字环(例如，参照专利文献I)。
[0003]在该十字环的两面，形成有能够滑动地嵌合于动涡盘或框架的十字键槽的一对十字键以及突起部(凸部)。而且，虽然在涡旋压缩机运转时十字环与动涡盘及框架滑动，但利用该突起部(凸部)使它们的接触面积减小，减轻滑动时的摩擦。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2001-140776号公报(例如，参照图1)
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]但是，在如专利文献I记载的这样的突起部，高度不够，因此，无法防止因涡旋压缩机高速运转时十字环的惯性力增加而使十字环倾斜所导致的十字键在十字键槽内的2个部位接触。因此，存在如下的课题:在十字键槽内产生十字键的粘着磨损，发生发热胶着。
[0009]本发明是为了解决以上这样的课题而作出的，其目的在于得到一种涡旋压缩机，能够防止在十字键槽内的十字键的粘着磨损的发生。
[0010]用于解决课题的手段
[0011 ]本发明的涡旋压缩机具备:定涡盘;动涡盘，其与所述定涡盘组合而形成压缩室，在一方的面具有一对第一十字键槽;框架，其支承所述动涡盘，具有一对第二十字键槽；以及十字环，其抑制所述动涡盘的自转，在一方的面具有能够滑动地嵌合于第一十字键槽的一对第一十字键，在另一方的面具有能够滑动地嵌合于第二十字键槽的一对第二十字键；所述十字环在所述另一方的面具有至少一对突起部，所述突起部为如下的高度:在所述十字环进行简谐振动而倾斜时，在所述第一十字键在所述第一十字键槽的2个部位接触之前所述突起部与所述动涡盘的一方的面接触。
[0012]发明的效果
[0013]根据本发明的涡旋压缩机，在十字键在十字键槽内的2个部位接触之前，突起部与动涡盘的一方的面接触，因此，能够防止十字键在十字键槽内的2个部位接触，能够防止粘着磨损的发生。
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明的实施方式的涡旋压缩机的剖视结构例的纵剖视图。
[0015]图2是本发明的实施方式的动涡盘、十字环及框架的分解图(从X轴方向观察的视角)。
[0016]图3是本发明的实施方式的动涡盘、十字环及框架的分解图(从Y轴方向观察的视角)。
[0017]图4a是本发明的实施方式的涡旋压缩机的十字环的立体图。
[0018]图4b是本发明的实施方式的涡旋压缩机的形成于十字环的突起部的放大图。
[0019]图5a是本发明的实施方式的涡旋压缩机的十字环的俯视图。
[0020]图5b是本发明的实施方式的涡旋压缩机的十字环的侧视图。
[0021]图6是表示本发明的实施方式的涡旋压缩机的十字环进行简谐振动的情形的第一概略图。
[0022]图7是表示本发明的实施方式的涡旋压缩机的十字环进行简谐振动的情形的第二概略图。
[0023]图8是表示以往的涡旋压缩机的十字环进行简谐振动的情形的第一概略图。
[0024]图9是表示以往的涡旋压缩机的十字环进行简谐振动的情形的第二概略图。
【具体实施方式】
[0025]下面，根据【附图说明】本发明的实施方式。此外，本发明并不由下面说明的实施方式限定。另外，在下面的附图中各构成构件的大小的关系有时与实际的情况不同。
[0026]实施方式
[0027]图1是表示本发明的实施方式的涡旋压缩机100的剖视结构例的纵剖视图，图2是本发明的实施方式的动涡盘2、十字环6及框架20的分解图(从X轴方向观察的视角)，图3是本发明的实施方式的动涡盘2、十字环6及框架20的分解图(从Y轴方向观察的视角)。
[0028]下面，根据图1?图3对涡旋压缩机100的结构及动作进行说明。
[0029]本实施方式的涡旋压缩机100是成为用于例如冰箱和冰柜、自动售货机、空气调节装置、制冷装置、热水器等各种产业机械的制冷循环的构成要素之一的构件。
[0030]涡旋压缩机100将在制冷循环中循环的制冷剂吸入，并压缩成高温高压的状态而排出。该涡旋压缩机100具备如下的压缩机构，如图1所示，该压缩机构在由中心壳体8、上部壳体22、及下部壳体23构成的密闭容器24内组合有定涡盘I和相对于定涡盘I绕动的动涡盘
2。另外，在密闭容器24内具备由主轴9、定子11、转子12等构成的旋转驱动部件，在密闭容器24内，压缩机构配置在上侧，旋转驱动部件配置在下侧。
[0031]密闭容器24是在中心壳体8的上部设置上部壳体22、在中心壳体8的下部设置下部壳体23而构成的。下部壳体23成为积存润滑油的油积存部。另外，在中心壳体8连接有用于吸入制冷剂气体的吸入管15。另外，在上部壳体22连接有用于排出制冷剂气体的排出管17。此外，中心壳体8内部为低压室18，上部壳体22内部为高压室19。
[0032]定涡盘I由定涡盘底板Ib和定涡盘涡旋Ia构成，该定涡盘涡旋Ia是竖立设置于定涡盘底板Ib的一方的面(图1的下侧)的涡旋状突起。另外，动涡盘2由动涡盘底板2b和动涡盘涡旋2a构成，该动涡盘涡旋2a是竖立设置于动涡盘底板2b的一方的面(图1的上侧)、与定涡盘涡旋Ia实质上相同形状的涡旋状突起。此外，动涡盘底板2b的另一方的面(在图1的下侧与动涡盘涡旋2a的形成面相反的一侧的面)发挥动涡盘推力轴承面2c的作用。
[0033]定涡盘I通过图示省略的螺栓等固定于框架20。
[0034]另外，动涡盘2构成为压缩机运转中产生的推力轴承载荷经由动涡盘推力轴承面2c由框架20支承。此外，框架20不具有足以承受推力轴承载荷的硬度的情况下，也可以采用如图1所示在动涡盘推力轴承面2c与框架20之间插入由具有足以承受推力轴承载荷的硬度的材料构成的推力板3的构造。
[0035]定涡盘I和动涡盘2相互组合定涡盘涡旋Ia和动涡盘涡旋2a，并安装在密闭容器24内。在定涡盘I和动涡盘2被组合的状态下，定涡盘涡旋Ia和动涡盘涡旋2a的卷绕方向相反。在定涡盘涡旋Ia与动涡盘涡旋2a之间，形成容积相对变化的压缩室25。此外，在定涡盘I和动涡盘2，为了减少从定涡盘涡旋Ia和动涡盘涡旋2a的前端面的制冷剂泄露，在定涡盘涡旋Ia的前端面配设密封件26，在动涡盘涡旋2a的前端面配设密封件27。
[0036]定涡盘I的定涡盘底板Ib的中央部，形成有排出被压缩成高压的制冷剂气体的排出口 16。然后，被压缩成高压的制冷剂气体被排出到设置于定涡盘I的上部的高压室19。被排出到高压室19的制冷剂气体经由排出管17排出制冷循环。此外，在排出口 16设置有排出阀28，该排出阀28防止制冷剂从高压室19向排出口 16侧的逆流。
[0037]动涡盘2利用阻止其自转运动而使其公转的十字环6，相对于定涡盘I无自转运动地进行公转运动。另外，在动涡盘2的动涡盘涡旋2a形成面的相反侧的面的大致中心部，形成有中空圆筒形状的毂部2d。在该毂部2d插入设置于主轴9的上端的偏心轴部9a。并且，在相同面的毂部2d与动涡盘推力轴承面2c之间，形成有动涡盘底板背面2e。
[0038]如图2和图3所示，在动涡盘2的动涡盘涡旋2a形成面的相反侧的面，形成有前后(Y轴方向)一对第一^h字键槽4，在供框架20的十字环6配置的十字环落座面20a，形成有左右(X轴方向)一对第二十字键槽5。而且，十字环6配置在形成有第一^h字键槽4的动涡盘2与形成有第二十字键槽5的框架20之间。
[0039]在十字环6的环部6b的下表面(图2的下侧)形成有能够滑动地嵌合于框架20的第二十字键槽5的方柱形状的第二十字键6ac，在上表面(图2的上侧)形成有能够滑动地嵌合于动祸盘2的第--h字键槽4的方柱形状的第--h字键6ab。这些前后(Y轴方向)的第--h字键6ab及左右(X轴方向)的第二十字键6ac分别能够滑动地嵌合于前后(Y轴方向)的动涡盘2的第一^h字键槽4及左右(X轴方向)的框架20的第二十字键槽5。
[°04°] 而且，第--h字键6ab和第二十字键6ac，在分别形成于充满润滑油的前后(Y轴方向)的第一^h字键槽4内和左右(X轴方向)的第二十字键槽5内的滑动面上前后(Y轴方向)或左右(X轴方向)滑动，并且将旋转驱动部件的旋转力传递到公转的动涡盘2。此时，十字环6相对于框架20左右(X轴方向)进行简谐振动，动涡盘2相对于十字环6前后(Y轴方向)进行简谐振动。
[0041 ]如图1所示，旋转驱动部件由作为旋转轴的主轴9、固定于主轴9的转子12和固定于中心壳体8的定子11等构成。转子12热装(日文:焼含嵌￠))固定于主轴9，通过开始向定子11通电而旋转驱动，使主轴9旋转。即，由定子11和转子12构成了电动旋转机械。另外，转子12与热装固定于中心壳体8的定子11 一同配置在固定于主轴9的第一平衡配重13的下部。此夕卜，经由设置于中心壳体8的电源端子10向定子11供给电力。
[0042]主轴9随着转子12的旋转而旋转，从而使动涡盘2公转。该主轴9的上部(偏心轴部9a附近)由设置于框架20的主轴承21支承。另一方面，主轴9的下部由副轴承30旋转自如地支承。该副轴承30被压入固定在轴承收纳部，该轴承收纳部形成在设置于密闭容器24的下部的副框架29的中央部。另外，在副框架29设置有容积型的油栗32。由该油栗32吸引的润滑油经由主轴9的内部形成的油供给孔33向各滑动部输送。
[0043]另外，在主轴9的上部，为了抵消因动涡盘2安装于偏心轴部9a而绕动所产生的不平衡，设置有第一平衡配重13。另外，在转子12的下部，为了抵消因动涡盘2安装于偏心轴部9a而绕动所产生的不平衡，设置有第二平衡配重14。第一平衡配重13通过热装而固定于主轴9的上部，第二平衡配重14与转子12—体地固定于转子12的下部。
[0044]此外，对于十字环6的突起部7会在后面说明。
[0045]下面，对涡旋压缩机100的动作进行说明。
[0046]当向电源端子10通电时，定子11的电线部流过电流，产生磁场。该磁场发生作用来使转子12旋转。也就是说，定子11和转子12产生转矩，转子12旋转。当转子12旋转时，随之主轴9被旋转驱动。当主轴9被旋转驱动时，被十字环6抑制了自转的动涡盘2进行公转运动。
[0047]在转子12旋转时，通过固定于主轴9的上部的第一平衡配重13和固定于转子12的下部的第二平衡配重14，保持了对于动涡盘2的偏心公转运动的静态及动态平衡。由此，被偏心支承于主轴9的上部并被十字环6抑制了自转的动涡盘2绕动而开始公转运动，利用公知的压缩原理对制冷剂进行压缩。
[0048]然后，制冷剂气体的一部分经由框架20的框架制冷剂吸入口向压缩室25内流动，开始吸入过程。另外，制冷剂气体的剩余的一部分通过定子11的钢板的切口(未图示)而将电动旋转机械和润滑油冷却。压缩室25在动涡盘2的公转运动的作用下向动涡盘2的中心移动，然后体积缩小。通过该过程，被吸入到压缩室25的制冷剂气体被压缩。被压缩的制冷剂通过定涡盘I的排出口 16，推开排出阀28而流入到高压室19。然后，经由排出管17从密闭容器24排出。
[0049]由压缩室25内的制冷剂气体的压力产生的推力轴承载荷，由对动涡盘推力轴承面2c进行支承的框架20承接。另外，通过主轴9旋转而使第一平衡配重13和第二平衡配重14产生的离心力和制冷剂气体载荷，由主轴承21和副轴承30承接。此外，低压室18内的低压制冷剂气体和高压室19内的高压制冷剂气体由定涡盘1、框架20隔开，保持气密。然后，当停止向定子11通电时，涡旋压缩机100停止运转。
[0050]图4a是本发明的实施方式的涡旋压缩机100的十字环6的立体图，图4b是本发明的实施方式的涡旋压缩机100的形成于十字环6的突起部7的放大图，图5a是本发明的实施方式的涡旋压缩机100的十字环6的俯视图，图5b是本发明的实施方式的涡旋压缩机100的十字环6的侧视图。下面，将图4a和图4b统称为图4，将图5a和图5b统称为图5。
[0051]下面，根据图2?图5，对十字环6详细进行说明。
[0052]如图4所示，十字环6由环部6b、第一^h字键6ab、第二十字键6ac和突起部7构成，在环部6b的一方的面形成有第--h字键6ab和突起部7，在另一方的面形成有第二十字键6ac。
[0053]如图2和图3所示，形成于十字环6的环部6b的第一^h字键6ab和第二十字键6ac，分别以滑动的方式与一对第一十字键槽4和一对第二十字键槽5嵌合，该一对第一十字键槽4形成于动涡盘2的动涡盘底板2b，该一对第二十字键槽5与该第一^h字键槽4正交地形成于框架20。
[0054]十字环6的突起部7以半球形状与十字环6—体成形，如图5所示，在环部6b的、第二十字键6ac的背面侧的范围内(图5a的横线部)且相对于十字环6的中心对称的位置形成有2个。另外，十字环6的突起部7与动涡盘底板背面2e之间设定成能够防止在动涡盘2的第一十字键槽4内的第一^h字键6ab的粘着磨损的宽度。
[0055]图6是表示本发明的实施方式的涡旋压缩机100的十字环6进行简谐振动的情形的第一概略图，图7是表示本发明的实施方式的涡旋压缩机100的十字环6进行简谐振动的情形的第二概略图，图8是表示以往的涡旋压缩机的十字环60进行简谐振动的情形的第一概略图，图9是表示以往的涡旋压缩机的十字环60进行简谐振动的情形的第二概略图。
[0056]下面，根据图6?图9，对涡旋压缩机运转时的十字环6的简谐振动详细进行说明。
[0057]如图6和图8所示，随着涡旋压缩机的运转，十字环6、60开始在X轴方向上简谐振动。此外，十字环6、60进行简谐振动的空间31由动涡盘底板背面2e、推力板3和框架20形成，由图6?图9的斜线部表示。另外，该空间31通过油供给孔33供给润滑油并由润滑油填满。
[0058]十字环6、60在进行简谐振动时，在自身的惯性力小的期间，落座于框架20的十字环落座面20a，沿着框架20的第二十字键槽5，在X轴方向上简谐振动。但是，在高速运转时随着十字环6、60自身的惯性力变大，如图7和图9所示，因其惯性力而使十字环6、60倾斜。然后，当其倾斜度变大时，如图9所示的以往那样在十字环60没有形成突起部7的情况下，第一十字键6ab在第一^h字键槽4内的2个部位(图9的A点和B点)接触。于是，在第一^h字键槽4内产生第一十字键6ab的粘着磨损，发生发热胶着。
[0059]但是，在如图7所示的实施方式这样在十字环6形成有突起部7的情况下，第一十字键6ab在第一^h字键槽4内的2个部位(图9的A点和B点)接触之前，突起部7与动涡盘底板背面2e接触。因此，能够防止第一十字键6ab在第一十字键槽4内的2个部位接触，能够防止粘着磨损的发生及发热胶着。
[0060]此外，突起部7至少需要如下的高度，即在第一^h字键6ab在第一^h字键槽4内的2个部位(图9的A点和B点)接触之前就与动涡盘底板背面2e接触的高度。但是，若突起部7为在十字环6没有倾斜的状态下与动涡盘底板背面2e接触的高度，则十字环6会被动涡盘底板2b和框架20夹持而无法移动，因此，需要设为低于该高度的高度。
[0061]另外，通过减小(降低)突起部7，能够抑制十字环6进行简谐振动的空间31的容积的减少(占据空间31内的十字环6的体积)，因此，能够抑制因十字环6的简谐振动产生的油搅拌损失的增加。
[0062]另外，对于设置突起部7的位置，优选为十字环6的环部6b的尽量端侧(远离十字环6的中心的位置)。这是因为即便是在相同高度，设置于端侧更能够抑制倾斜，因此能够进一步降低突起部7。另外，能够增大突起部7上端与动涡盘底板背面2e之间的间隙相关的尺寸(例如推力板3的厚度、十字环6的环部6b的高度等)的公差幅度，能够放宽尺寸精度。
[0063]如以上这样，在环部6b的、第二十字键6ac的背面侧的范围内且相对于十字环6的中心对称的位置设置2个十字环6的突起部7。由此，能够防止因涡旋压缩机100高速运转时十字环6的惯性力增加而使十字环6倾斜所导致的动涡盘2的第一^h字键槽4内的第一^h字键6ab的粘着磨损和发热胶着。另外，通过在十字环6进行简谐振动的方向(X轴方向)上远离十字环6的中心的位置配置突起部7，能够减小(降低)突起部7，因此，能够抑制十字环6进行简谐振动的空间31的容积的减少(占据空间31内的十字环6的体积)，能够抑制因十字环6的简谐振动产生的油搅拌损失的增加。
[0064]另外，能够增大突起部7上端与动涡盘底板背面2e的间隙，因此，能够增大突起部7上端与动涡盘底板背面2e的间隙相关的尺寸(例如推力板3的厚度、十字环6的环部6b的高度等)的公差幅度，能够放宽尺寸精度。另外，突起部7为半球形状，从而能够减小在防止动涡盘2的第一^h字键槽4内的第一^h字键6ab的粘着磨损时的、因突起部7上端与动涡盘底板背面2e的接触而产生的滑动损失。
[0065]此外，在本实施方式中，使突起部7为半球形状，是通过使与作为平面的动涡盘底板背面2e接触的接触面为球形状来减小滑动损失，突起部也可以为其他的形状，只要至少接触面(前端部)是球形状即可。另外，以十字环6的突起部7与十字环6—体成形的情况为例进行了说明，但只要能够得到上述效果，也可以采用如下的结构:十字环6和突起部7由不同构件形成，利用螺栓紧固或压入固定等紧固手段来将十字环6的突起部7固定安装于十字环
6。另外，也可以用树脂等物质对十字环6的突起部7进行涂覆来减小滑动损失。另外，在相对于十字环6的中心对称的位置设置了 2个十字环6的突起部7，但它们也可以不完全对称，对于数量，除了成对称的2个之外也可以设置更多。
[0066]附图标记说明
[0067]I定祸盘，Ia定祸盘祸旋，Ib定祸盘底板，2动祸盘，2a动祸盘祸旋，2b动祸盘底板，2c动涡盘推力轴承面，2d毂部，2e动涡盘底板背面，3推力板，4 (动涡盘的)第一十字键槽，5(框架的)第二十字键槽，6十字环，6ab (能够滑动地嵌合于动涡盘的十字键槽的)第--h字键，6ac (能够滑动地嵌合于框架的十字键槽的)第二十字键，6b (十字环的)
环部，7 (十字环的)突起部，8中心壳体，9主轴，9a偏心轴部，10电源端子，11定子，12转子，13第一平衡配重，14第二平衡配重，15吸入管，16排出口，17排出管，18低压室，19高压室，20框架，20a十字环落座面，21主轴承，22上部壳体，23下部壳体，24密闭容器，25压缩室，26密封件，27密封件，28排出阀，29副框架，30副轴承，31十字环进行简谐振动的空间，32油栗，33油供给孔，60 (以往的)十字环，100涡旋压缩机。
【主权项】
1.一种涡旋压缩机，其特征在于，所述涡旋压缩机具备: 定祸盘； 动涡盘，其与所述定涡盘组合而形成压缩室，在一方的面具有一对第一十字键槽； 框架，其支承所述动涡盘，具有一对第二十字键槽；以及 十字环，其抑制所述动涡盘的自转，在一方的面具有能够滑动地嵌合于第一十字键槽的一对第一十字键，在另一方的面具有能够滑动地嵌合于第二十字键槽的一对第二十字键， 所述十字环在所述另一方的面具有至少一对突起部， 所述突起部为如下的高度:在所述十字环进行简谐振动而倾斜时，在所述第一^h字键在所述第一十字键槽的2个部位接触之前，所述突起部与所述动涡盘的一方的面接触。2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于， 所述一对突起部分别形成在所述十字环的、所述一对第二十字键的背面侧的范围内。3.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机，其特征在于， 所述一对突起部分别形成在相对于所述十字环的中心对称的位置。4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述突起部形成在所述十字环的端侧。5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述突起部的与所述动涡盘的一方的面接触的接触面是球形状。6.根据权利要求1至5中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第一十字键是方柱形状。7.根据权利要求1至6中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述突起部由树脂进行涂覆。8.根据权利要求1至7中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述突起部与所述十字环一体形成。9.根据权利要求1至7中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述突起部由不同于所述十字环的别的构件形成。
【文档编号】F04C18/02GK105849410SQ201380081497
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2013年12月9日
【发明人】达胁浩平, 石园文彦, 角田昌之, 高村祐司
【申请人】三菱电机株式会社