CN100427761C - 摇动压缩机 - Google Patents

Abstract

活塞(4)由圆筒状的辊子(2)和与该圆筒状辊子(2)形成为一体的叶片(3)构成。上述辊子(2)一面在气缸(6)的气缸室(8)内公转，一面进行摇动运动。把上述辊子(2)的内周滑动面(14)的轻负荷侧设为宽度比重负荷侧的宽幅部(15)小的狭窄部(16)。在把辊子(2)的叶片连续设置部中心O作为基点时，上述狭窄部(16)形成于从由该基点向驱动轴(1)的旋转方向位移30°的点(A)到位移180°的点(B)的范围内。活塞(4)配置成在水平面内公转，上述辊子(2)的狭窄部(16)以切除滑动面(14)的上侧部分的方式形成为储油槽。活塞(4)利用烧结材料形成。

Description

摇动压缩机

技术领域

本发明涉及一种摇动压缩机。

背景技术

以往，作为压缩机，有旋转压缩机，其具有：形成气缸室的气缸；圆筒状辊子，其在上述气缸室内，一面公转，一面自转；叶片，其与上述辊子分体形成，并且保持在气缸内，朝气缸室内自由进退；和驱动轴，其具有嵌合于上述辊子的内周滑动面上的偏心部。该旋转压缩机通过驱动上述驱动轴旋转，上述辊子在上述气缸室内进行自转及公转，并且相对于上述叶片进行相对运动。另外，利用上述辊子和叶片，将上述气缸室内划分为吸入室和压缩室，进行吸入作用和压缩作用。

在上述旋转压缩机中，为了减小上述偏心部的外周滑动面和辊子的内周滑动面的润滑油的粘性剪力损耗，以降低机械损耗，提出如下对策(日本专利第2541182号公报)。该对策如下：在驱动轴的偏心部的外周滑动面中，荷重达到最大时，在荷重量较小的反负荷侧，即轻负荷侧，设置狭窄部，该狭窄部的外周滑动面的轴向宽度小于重负荷侧的宽幅部，以减小上述偏心部的外周滑动面和辊子的内周滑动面的油的粘性剪力损耗，降低机械损耗。

可是，上述驱动轴的偏心部的外周滑动面的狭窄部主要通过机械加工形成。该情况时，在位于上述偏心部的轴向两侧的上述驱动轴主体中心相对于加工机的旋转轴中心偏心的状态下，需要把上述偏心部的中心准确定位于加工机的旋转轴中心，进行上述偏心部的狭窄部的加工作业，所以该加工作业极其麻烦。因此，加工上述狭窄部的时候，需要很多工时，结果，上述以往的压缩机成为高成本的设备。

发明内容

本发明的课题是提供一种压缩机，其可以减小驱动轴的偏心部的外周滑动面和辊子的内周滑动面之间的润滑油的粘性剪力损耗，降低机械损耗，并且容易加工、价格低廉且精度高。

本发明人经过研究发现，在上述以往示例的旋转压缩机中，辊子和叶片是分体的，而且辊子自转，因此伴随该辊子的自转，辊子的内周滑动面的轻负荷侧和重负荷侧变化，所以在辊子的内周滑动面不能设置狭窄部和宽幅部，而且机械加工困难，但是可以在偏心部的外周滑动面设置狭窄部和宽幅部。因此，本发明人经过研究发现，如果使辊子不自转，并使辊子的内周滑动面的轻负荷侧和重负荷侧固定，则在辊子的内周滑动面能够设置狭窄部和宽幅部。

本发明就是根据上述研究提出的，根据本发明提供的一种摇动压缩机，其特征在于，具有：形成气缸室的气缸；活塞，其由沿着上述气缸室的内面进行公转运动的大致呈圆筒状的辊子，和与该辊子形成为一体且保持在上述气缸上可以摇动的叶片构成；以及驱动轴，其具有可滑动地嵌合于上述辊子的内周滑动面上的偏心部；上述活塞将上述气缸室划分为吸入室和压缩室，并且通过上述驱动轴的旋转进行摇动运动；上述辊子的内周滑动面具有：接受重负荷的宽幅部；宽度小于该宽幅部且接受轻负荷的狭窄部。

根据上述结构的摇动压缩机，辊子进行公转运动，而不进行自转运动，上述辊子和叶片形成为一体的活塞进行摇动运动，而不进行自转。因此，上述辊子的内周滑动面的重负荷侧和轻负荷侧被固定，不会变化。所以，根据本发明，可以提供一种这样的压缩机：辊子的内周滑动面的狭窄部始终位于不易产生磨损、发热胶着的轻负荷侧，宽幅部始终位于重负荷侧，在轻负荷侧，利用狭窄部减小驱动轴的偏心部的外周滑动面和辊子的内周滑动面之间的润滑油的粘性剪力损耗，以降低机械损耗，并且容易加工、价格低廉且精度高。并且，在重负荷侧，可以利用辊子的内周滑动面的宽幅部防止磨损、发热胶着。

并且，上述辊子是圆筒状的，内周面和外周面呈同心的大致圆筒面状，所以与驱动轴的偏心部的外周滑动面的狭窄部的机械加工相比，辊子的内周滑动面的狭窄部的机械加工更容易进行，而且成本低，精度高。另外，驱动轴主体和偏心部不在与驱动轴的中心轴正交的同一平面上，而上述辊子和叶片位于与上述辊子的中心轴正交的大致同一平面上，所以上述辊子的内周滑动面的狭窄部的机械加工容易进行，而且成本低，精度高。

在一种实施方式中，在把通过上述叶片的中心并与上述叶片平行的平面和上述辊子的内周滑动面的交线作为基准线时，在上述内周滑动面中，上述狭窄部形成于从由上述基准线向上述驱动轴的旋转方向位移30°的线到位移180°的线之间的范围内。

根据上述实施方式，由于在把通过上述叶片的中心并与上述叶片平行的平面和上述辊子的内周滑动面的相交线作为基准线时，在上述内周滑动面中，上述狭窄部形成于从由上述基准线向上述驱动轴的旋转方向位移30°的线到位移180°的线之间的范围内。即，使狭窄部的起点从成为轻负荷部分起点的叶片和辊子的连接部偏移30°，所以在进行喷出动作时，即使较大的荷重作用于叶片和辊子的连接部附近，由于其附近不是狭窄部，而是宽幅部，所以不会破损，能够充分确保耐久性，并且能够确保安全性。

如果在上述内周滑动面中，把上述狭窄部设在从上述基准线向上述驱动轴的旋转方向位移小于30°的区域时，叶片和辊子的连接部不能确保足够的强度。并且，如果在上述内周滑动面中，把上述狭窄部设在从上述基准线向上述驱动轴的旋转方向位移超过180°的位置时，狭窄部位于重负荷侧，成为产生发热胶着的原因。因此，在该实施方式中，在上述辊子的内周滑动面中，上述狭窄部形成于从由上述基准线向上述驱动轴的旋转方向位移30°的线到位移180°的线之间的范围内。由此，在上述实施方式中，能够充分确保叶片和辊子的连接部、即叶片的根部附近的强度，而且可以减小驱动轴的偏心部的外周滑动面和辊子的内周滑动面的狭窄部之间的润滑油的粘性剪力损耗，以降低机械损耗，并且可以防止发热胶着。

在一种实施方式中，上述狭窄部相对于通过上述叶片的中心并与该叶片平行的平面，设在吸入口侧，该吸入口设在上述气缸上并与上述吸入室连通。

根据上述实施方式，上述狭窄部相对于通过上述叶片的中心并与该叶片平行的平面，设在上述气缸的吸入口侧。因此，上述狭窄部位于摇动压缩机的辊子的内周滑动面特有的轻负荷侧，不会位于重负荷侧。所以，可以防止上述辊子的内周滑动面发热胶着。

在一种实施方式中，上述活塞被配置成沿着水平面公转，上述狭窄部的上缘位于上述宽幅部的上缘的下侧。

根据上述实施方式，上述狭窄部的上缘位于上述宽幅部的上缘的下侧，所以从上述狭窄部的上缘到上述宽幅部的上缘之间的区域发挥润滑油的储油槽的作用，可以防止偏心部的外周滑动面和辊子的内周滑动面之间润滑油不足的情况发生，可以防止产生磨损和发热胶着。例如，比上述辊子的内周滑动面的狭窄部的上缘更靠近上面的部分，通过在水平配置的辊子的轴向上侧部分设置切除部而形成。该切除部在压缩机工作时发挥储油槽的作用，可以防止偏心部的外周滑动面和辊子的内周滑动面之间润滑油不足的情况发生，可以防止产生磨损和发热胶着。

在一种实施方式中，上述驱动轴相对水平面倾斜配置，上述狭窄部的上缘相对于上述驱动轴的方向位于上述宽幅部的上缘的下侧。

根据上述实施方式，上述狭窄部的上缘相对于上述驱动轴的方向位于上述宽幅部的上缘的下侧，所以从上述狭窄部的上缘到上述宽幅部的上缘之间的区域发挥润滑油的储油槽的作用，可以防止偏心部的外周滑动面和辊子的内周滑动面产生磨损和发热胶着。

在一种实施方式中，上述驱动轴配置于铅垂方向。

根据上述实施方式，可以把上述狭窄部的上缘和上述宽幅部的上缘之间的区域全部用作储油槽，可以形成容积较大的储油槽，能够可靠防止偏心部的外周滑动面和辊子的内周滑动面产生磨损和发热胶着。

在一种实施方式中，上述活塞由烧结材料形成。

根据上述实施方式，上述活塞由多孔质的烧结材料形成，所以能够在形成于活塞表面和内部的孔中保存润滑油，可以确保充足的润滑性。而且，如果利用烧结材料成型活塞，则可以省略后期加工，因此可以降低活塞的制造成本。特别是，通过设置切除部来形成狭窄部时，在成型活塞时，可以同时成型切除部，所以能够提高产品精度，也可以降低产品成本。

根据本发明，可以提供如下压缩机：可以减小驱动轴的偏心部的外周滑动面和辊子的内周滑动面之间的润滑油的粘性剪力损耗，以降低机械损耗，并且容易加工、价格低廉且精度高。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的摇动压缩机的辊子的立体图。

图2A是上述辊子的俯视图。

图2B是上述辊子的内周滑动面的展开图。

图3(A)、(B)、(C)、(D)是示意表示摇动压缩机的动作状态的俯视图。

图4是表示辊子的滑动面的变形例的展开图。

图5是表示辊子的滑动面的其他变形例的展开图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的摇动压缩机的具体实施方式。

图3(A)、(B)、(C)、(D)是示意地表示摇动压缩机的主要部分的俯视图。该摇动压缩机例如被用作使用HFC(液压碳氟化合物)类制冷剂的冷冻机的压缩机。该摇动压缩机具有活塞4，活塞4是由大致呈圆筒形状的辊子2、和向该辊子2的径向外侧突出的叶片3一体形成的。上述辊子2的外周圆筒面和内周圆筒面是同心的。该活塞4的辊子2的内周圆筒面、即内周滑动面，自由滑动地嵌合在一体地形成于驱动轴1上的偏心部5的外周滑动面上。上述活塞4被收容在气缸室8内，该气缸室8形成于气缸6上并具有大致呈圆形的断面。在上述气缸6上，形成有与上述气缸室8接触的衬套嵌合孔7，在该衬套嵌合孔7中嵌合着大致呈半圆柱形状的衬套9、9。衬套9、9的平坦面相互对置，该衬套9、9利用该平坦面夹持上述活塞4的叶片3的两个侧面并使其可以滑动。上述气缸室8通过活塞4的辊子2和叶片3被划分为两个室，即吸入室12和压缩室13，在图3(B)、(C)、(D)中，上述叶片3的右侧的室，吸入口11在气缸室8的内周面开口，形成吸入室12。另一方面，在图3(B)、(C)、(D)中，上述叶片3的左侧的室，未图示的喷出口形成于气缸室8的内周面，形成压缩室13。

下面，根据图3(A)、(B)、(C)、(D)，说明具有上述结构的摇动压缩机的动作。首先，在图3(A)所示状态下，偏心部5围绕驱动轴1的轴心向与钟表的指针相同的方向偏心旋转，嵌合于该偏心部5的辊子2公转并使其外周面接触气缸室8的内周面。例如，该压缩机被水平配置，上述辊子2沿水平面公转。伴随上述辊子2在气缸室8内公转，上述叶片3由衬套9、9保持着其两个侧面，一面摇动着，一面进退移动。这样，从上述吸入口11向吸入室12吸入低压HFC类制冷剂(图3(B)、(C))，并且在上述压缩室13被压缩成为高压，然后，从喷出口(未图示)喷出高压的HFC类制冷剂(图3(C)、(D)、(A))。另外，在该HFC类制冷剂中，混合着作为润滑油的合成油，在摇动压缩机进行压缩动作时，摇动压缩机内部的滑动面、例如辊子2的内周面、偏心部5的外周面、辊子2的外周面和气缸室8的内周面等，通过混合在上述制冷剂中的润滑油而被润滑。

上述摇动压缩机的活塞4例如利用铁系烧结材料形成。上述衬套9、9例如也利用铁系烧结材料形成。

并且，如图1和图2A、图2B所示，在上述辊子2的内周，形成有供偏心部5滑动的内周滑动面14。如图2B所示，在该内周滑动面14，形成有辊子2的轴向宽度较宽的宽幅部15、和宽度小于该宽幅部15的狭窄部16。该狭窄部16通过在水平配置的辊子2的轴向上侧部分，设置如展开图图2B中的梯形状的切除部17而形成。即被设置成，将宽度为W的上述滑动面14的宽幅部15的上侧部分，仅切除规定宽度u(约为宽度W的20％)。并且，上述狭窄部16设在以下范围内：从辊子2中的叶片3的连续设置点O向钟表指针的旋转方向，即向驱动轴1的旋转方向仅前进30°的点A作为起点，由该点向驱动轴1的旋转方向前进150°的点B为终点的范围内。其理由如下。

即，在从图3(A)所示状态经过图3(B)所示状态，再到图3(C)所示状态的公转动作过程中，辊子2的吸入室12侧(在图中为右侧)的滑动面14成为轻负荷部分，负荷几乎不作用于该面。并且，在从图3(C)所示状态经过图3(D)所示状态，再到图3(A)所示状态的公转动作过程中，尽管负荷作用于辊子2的压缩室13侧(在图中为左侧)的滑动面14，但是负荷几乎不作用于辊子2的吸入室12侧(在图中为右侧)的滑动面14。因此，把滑动面14中的该部分、即辊子2中的叶片3的连续设置点O作为基点时，从该点到向驱动轴1的旋转方向前进的点B的180°的范围，成为轻负荷部分。因此，在该轻负荷部分形成狭窄部16，减小偏心部5的外周面和辊子2的内周面之间的滑动面的油的粘性剪力损耗，降低机械损耗。并且，使上述狭窄部16的起点A，从成为轻负荷部分的基点的叶片3的连续设置点O偏移30°，其理由是考虑到在喷出动作时荷重作用于叶片3的连续设置点O附近，为了确保安全性。

根据上述摇动压缩机，在驱动轴1旋转时，在作用于驱动轴1的偏心部5滑动接触的辊子2的滑动面的荷重量变得较大时的重负荷侧，利用宽幅部15可以确保充足的滑动面积来承受该较重的荷重，可以充分确保该荷重量较大的偏心部5的滑动面和上述辊子2的滑动面14的宽幅部15之间的油膜厚度，所以能够防止由于该滑动造成的磨损、发热胶着。而且，由于滑动面14的轻负荷部分受到的荷重量较小，且磨损、发热胶着的影响较小，通过在上述轻负荷部分滑动面14上形成上述狭窄部16，可以缩小滑动面积，可以减小偏心部5的滑动面和上述辊子2的滑动面14的狭窄部16之间的油的粘性剪力损耗，因此整体上可以降低压缩机驱动时的机械损耗，并且可以消除因润滑不良造成的问题。

而且，为了形成上述内周滑动面14，只要加工大致呈圆筒状的辊子2的内周面即可，所以与以往那样加工偏心部5相比，使加工作业变得容易，而且可以低成本、高精度地进行。即，由于上述辊子2呈圆筒状，内周滑动面14和外周面是同心的大致圆筒面状，所以辊子2的内周滑动面14的狭窄部16的机械加工，与以往示例在驱动轴1的偏心部5的外周滑动面设置狭窄部的机械加工相比，加工容易，且可以低成本、高精度地进行。另外，驱动轴1的主体和偏心部5不在与驱动轴1的中心轴正交的同一平面上，而上述辊子2和叶片3位于和上述辊子2的中心轴正交的大致同一平面上，所以上述辊子2的内周滑动面14的狭窄部16的机械加工变容易，而且可以低成本、高精度地进行。

并且，使上述狭窄部16的起点A从成为轻负荷部分的基点的叶片3的连续设置点O偏移30°，所以在进行喷出动作时(图3(D))，即使荷重作用于叶片3的连续设置点O附近，也能够确保足够的耐久性，可以确保安全性。

如果对上述情况进行更加准确的叙述，如图2A、2B所示，在把通过上述叶片3的中心并与上述叶片3平行的平面P和上述辊子2的内周滑动面14的交线O作为基准线O时，在上述内周滑动面14中，上述狭窄部16形成于从由上述基准线O向上述驱动轴1的旋转方向位移30°的线A到位移180°的线B之间的范围内，即，使狭窄部16的起点A从成为轻负荷部分的起点O的叶片和辊子的连接部O偏移30°，所以在进行喷出动作时，即使较大的荷重作用于叶片3和辊子2的连接部附近，由于其附近不是狭窄部16而是宽幅部15，所以不会破损，并能够确保足够的耐久性，能够确保安全性。

另外，如果在上述辊子2的内周滑动面14中，把上述狭窄部16设在从上述基准线O向上述驱动轴1的旋转方向位移小于30°的区域内，则叶片3和辊子2的连接部不能确保足够的强度。并且，如果在上述内周滑动面14中，把上述狭窄部16设在从上述基准线O向上述驱动轴1的旋转方向位移超过180°的位置时，则狭窄部16位于重负荷侧，成为产生发热胶着的原因。因此，在该实施方式中，在上述辊子2的内周滑动面14中，上述狭窄部16形成于从由上述基准线O向上述驱动轴1的旋转方向位移30°的线到位移180°的线之间的范围内。由此，在上述实施方式中，能够充分确保叶片3和辊子2的连接部、即叶片3的根部附近的强度，而且可以减小驱动轴1的偏心部5的外周滑动面和辊子2的内周滑动面14的狭窄部16之间的润滑油的粘性剪力损耗，以降低机械损耗，并且可以防止发热胶着。

另外，上述狭窄部16也可以相对于通过上述叶片3的中心并与上述叶片3平行的平面P，设在上述气缸6的整个吸入口11侧(参照图2A、2B和图3(A)、(B)、(C)、(D))。这样，上述狭窄部16位于摇动压缩机的辊子2的内周滑动面特有的轻负荷侧，不会位于重负荷侧。因此，可以防止上述辊子2的内周滑动面14的发热胶着。

上述辊子2的狭窄部16通过在水平配置的辊子2的轴向上侧部分设置切除部17而形成。即，在铅垂方向上配置上述驱动轴1的状态下，上述狭窄部16的上缘位于宽幅部15的上缘的下侧，以使切除部17位于辊子2的内周滑动面14的狭窄部16上侧。因此，该切除部17在压缩机工作时发挥储油槽的作用，可以防止偏心部5的外周面和辊子2的内周面之间的滑动面产生润滑不足，并且能够防止因滑动而造成的磨损和发热胶着。并且，活塞4利用多孔质烧结材料形成，所以能够在形成于活塞4表面和内部的孔中保存润滑油，可以确保足够的润滑性。而且，如果利用烧结材料，则活塞4可以省略后期加工，因此可以降低活塞4的制造成本。特别是通过设置切除部17来形成狭窄部16时，在成形时，可以同时成形切除部17，所以能够提高产品精度，也可以降低产品成本。

虽然没有图示，但也可以相对水平面倾斜配置上述驱动轴1，使上述狭窄部16的上缘相对于上述驱动轴1的方向位于上述宽幅部15的上缘的下侧。这样，从上述狭窄部16的上缘到上述宽幅部15的上缘的区域，发挥润滑油的储油槽的作用，可以防止偏心部5的外周滑动面和辊子2的内周滑动面14产生磨损和发热胶着。

根据上述实施方式，上述活塞4利用多孔质烧结材料形成，所以能够在形成于活塞4表面和内部的孔中保存润滑油，可以确保足够的润滑性。而且，如果利用烧结材料成型活塞4，也可以省略后期加工，因此可以降低活塞4的制造成本。特别是通过设置切除部来形成狭窄部16时，在成型活塞4时，可以同时成型切除部，所以能够提高产品精度，也可以降低产品成本。

另外，形成活塞4的烧结材料不限于铁系列，也可以是铝系列、钛系列、镍系列。并且，上述活塞也可以利用陶瓷形成。

以上说明了本发明的具体实施方式，但本发明不限于上述实施方式，可以在本发明的范围内进行各种变更来实施。例如，在上述实施方式中，辊子2的狭窄部16是通过在辊子2的常规滑动面14的轴向上侧部分设置切除部17而形成的，但也可以如图4所示，通过在辊子2的常规滑动面14的上下两侧部分设置切除部17、17来形成。并且，如图5所示，有时也通过在辊子2的常规滑动面14的中央部分形成凹陷部19，来形成狭窄部16。该情况时，凹陷部19发挥储油槽的作用，可以防止偏心部5的外周面和辊子2的内周面之间的滑动面的润滑不足，可以防止因滑动造成的磨损和发热胶着。

Claims (7)

1.一种摇动压缩机，其特征在于，具有：

形成气缸室(8)的气缸(6)；

活塞(4)，其由沿着上述气缸室(8)的内面进行公转运动的大致呈圆筒状的辊子(2)，和与该辊子(2)形成为一体且保持在上述气缸(6)上可以摇动的叶片(3)构成；以及

驱动轴(1)，其具有可滑动地嵌合于上述辊子(2)的内周滑动面(14)上的偏心部(5)；

上述活塞(4)将上述气缸室(8)划分为吸入室(12)和压缩室(13)，并且通过上述驱动轴(1)的旋转进行摇动运动；

上述辊子(2)的内周滑动面(14)具有：

接受重负荷的宽幅部(15)；

宽度小于该宽幅部(15)且接受轻负荷的狭窄部(16)。

2.根据权利要求1所述的摇动压缩机，其特征在于，

在把通过上述叶片(3)的中心并与上述叶片(3)平行的平面(P)和上述辊子(2)的内周滑动面(14)的交线作为基准线(O)时，在上述内周滑动面(14)中，上述狭窄部(16)形成于从由上述基准线(O)向上述驱动轴(1)的旋转方向位移30°的线(A)到位移180°的线(B)的范围内。

3.根据权利要求1所述的摇动压缩机，其特征在于，上述狭窄部(16)相对于通过上述叶片(3)的中心并与该叶片(3)平行的平面(P)，设在吸入口(11)侧，该吸入口(11)设在上述气缸(6)上并与上述吸入室(12)连通。

4.根据权利要求1所述的摇动压缩机，其特征在于，上述活塞(4)被配置成沿着水平面公转；

上述狭窄部(16)的上缘位于上述宽幅部(15)的上缘的下侧。

5.根据权利要求1所述的摇动压缩机，其特征在于，上述驱动轴(1)相对于水平面倾斜配置；

上述狭窄部(16)的上缘相对于上述驱动轴(1)的方向位于上述宽幅部(15)的上缘的下侧。

6.根据权利要求5所述的摇动压缩机，其特征在于，上述驱动轴(1)配置于铅垂方向。

7.根据权利要求1所述的摇动压缩机，其特征在于，上述活塞(4)由烧结材料形成。

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