CN100453806C - 密闭型压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构，通过采用该结构，在此结构中第一平衡配重被设置在副轴部分的偏心轴部分的侧端部分上，第二平衡配重被设置在主轴部分的偏心轴部分的侧端部分上，这样在不破坏压缩机紧凑尺寸的情况下，可以提供足够的第一平衡配重和第二平衡配重，能够使压缩机减少噪音和振动。

Description

密闭型压缩机

技术领域

本发明涉及一种用于电冰箱、空气调节器、制冷系统等的密闭型压缩机。

背景技术

近年，对冷冻系统，如家用制冷冰箱等，强烈要求其减少功率消耗及进行无噪运转。在这样的环境下，使用低粘性润滑油及减少逆变器驱动式压缩机(以家用电冰箱为例，大约1200r.p.m)的转速正在逐步进行。另一方面，采用碳氢化合物基制冷剂等正在成为一个先决条件，此种制冷剂是一种低温室系数的天然制冷剂，由其臭氧消耗系数为零的R134a和R600a表示。而且，以不少于两个点来支撑轴的两端轴承的传统使用方法作为减少滑动损耗及功率消耗的元件技术是有效的。

将在下文中参照附图，对日本实用新型公开号S52-139407中描述的传统密闭型压缩机给予解释。

图8是传统压缩机的竖直剖面图。图9是传统压缩机的水平剖面图。

在图8、图9中，密闭容器1被充满制冷剂2。由含有线圈部分3a的定子3和转子4组成的电动元件5，和被电动元件5所驱动的压缩元件6通过悬簧7被弹性地存储在容器1内。

轴10有(i)转子4被压合并固定到其上的主轴部分11；(ii)相对于主轴部分11偏心地形成的偏心部分12、(iii)与主轴部分11同轴设置的副轴部分13，及(iv)位于偏心部分12和副轴部分13之间，与轴10一体形成的平衡配重10a。此外，连结部分14在主轴部分11和偏心部分12之间形成，其直径小于主轴部分11与偏心部分12的直径。

汽缸体16有一个近似圆柱的压缩室17，并配有支撑主轴部分11的主轴承18。在汽缸体16上方固定支撑副轴部分13的副轴承19。活塞20以一种自由往复滑动的方式被嵌入到汽缸体16的压缩室17内，并通过连结机构21与偏心部分12相连。连结机构的小端部21b借助于活塞销钉22与活塞20相连，而其大端部21a则与偏心部分12相连。

现在，对上述构造的密闭型压缩机的运动的解释将在下面给出。

轴10随电动元件5的转子4转动。于是，在偏心部分12的旋转运动通过连结机构21被传送给活塞20时，活塞20在压缩室17内作往复运动。随着此运动，制冷气体从冷却系统(图中未示出)被吸入到压缩室17内，并在此处被压缩，然后再被排回到冷却系统内。

当进行此压缩动作时，活塞20的往复运动产生往复惯性力，该力为不平衡力。此往复惯性力被偏心部分12和副轴部分13之间设置的平衡配重10a以一种与活塞20反相的方式所平衡。这种方式在一定程度上在水平方向中抵消了活塞20的往复惯性力。

然而，对于上述传统结构，其中的平衡配重10a仅设置在活塞20的上方，尽管由于活塞20的往复惯性力的不平衡力在水平方向可以被抵消，但是在作为垂直方向的轴10的轴向中却留有不平衡力。结果，此不平衡力使压缩元件6和电动元件5振动，并且此振动经悬簧7使密闭容器1振动。换句话说，压缩机的振动不能被充分地减小。

发明内容

本发明的目的，即实现用于解决传统密闭型压缩机问题的目的，是提供一种在运转过程中低振动、装配时易加工和高度可靠的密闭型压缩机。

依照本发明，密闭型压缩机配有电动元件、由电动元件驱动的压缩元件及容纳电动元件和压缩元件的密闭容器。压缩元件设置有(i)一个轴，此轴包括偏心轴部分以及处于偏心轴部分的顶部和底部的同轴设置的副轴部分和主轴部分，其中偏心轴部分位于副轴部分和主轴部分之间；(ii)设置有压缩室的汽缸体；(iii)设置于汽缸体之上并支撑主轴部分的主轴承；(iv)设置在汽缸体之上并支撑副轴部分的副轴承；(v)压缩室内往复运动的活塞；及(vi)连接在活塞和偏心轴部分之间的连结机构。在副轴部分的偏心轴部分的一侧端部设有第一平衡配重，在主轴部分的偏心轴部分的一侧端部配有第二平衡配重。第一平衡配重由单独部件组成并连接到副轴部分。

附图说明

图1是依照本发明优选实施例1的密闭型压缩机的竖直剖面图。

图2是依照优选实施例1的密闭型压缩机水平剖面图。

图3是依照优选实施例1的密闭型压缩机的主体展开图。

图4是依照优选实施例1的密闭型压缩机的主体透视图。

图5是依照优选实施例1的密闭型压缩机的主体截面图。

图6是依照本发明优选实施例2的密闭型压缩机的主体透视图。

图7是依照优选实施例2的密闭型压缩机的主体截面图。

图8是传统压缩机的竖直剖面图。

图9是传统压缩机的水平剖面图。

具体实施方式

参照附图对本发明优选实施例给予解释说明。

(优选实施例1)

图1是依照本发明优选实施例1的密闭型压缩机竖直剖面图。图2是该实施例的水平剖面图。图3是此实施例主体的展开图。图4是该实施例主体的透视图。图5是该实施例主体截面图。

在图1至图5中，密闭容器101内充满制冷剂102。电动元件105由含有线圈部分103a的定子103和转子104构成。由电动元件105驱动的压缩元件106和电动元件105被通过悬簧107弹性地保存在密闭容器101内。

轴110具有(i)在其中压合并固定转子104的主轴部分111，(ii)相对于主轴部分111以一定偏心度形成的偏心轴部分112，(iii)在主轴部分111的偏心轴部分112一侧上与轴110一体形成的第二平衡配重111a，(iv)与主轴部分111同轴设置的副轴部分113，及(v)在偏心轴部分112和副轴部分113之间进行连接的连结部分112a。在副轴部分113上形成一个轴向上穿过的贯通孔113a和一个凹进部分113b。在第一平衡配重130上对应于贯通孔113a和凹进部分113b的位置设一个螺钉孔130a和一个凸起部分130b。在螺钉131由贯通孔113a的反偏心轴一侧被插入并与螺钉孔130a相连时，凹进部分113b和凸起部分130b被装配在一起之后，第一平衡配重130被固定到副轴部分113上。

汽缸体116有一个近似圆柱的压缩室117，和在上方有一支撑副轴部分113的副轴承119。通过一个螺钉123，支撑主轴部分111的主轴承118固定到汽缸体116的下部。活塞120以一种可自由往复滑动的方式被插入到压缩室117内。活塞120和偏心轴部分112通过一个活塞销钉122，借助于一个连接机构121而彼此连接在一起，其中的连接机构121是通过将连结机构的大端部121a、小端部121b及它们之间连接的连结部分121c一体形成而实现的一个连结杆。连结机构121经过珩磨后，连同其大端部121a和小端部121b一起被制成具有高准确度的圆柱度和圆度的环形。也就是，在给内直径部分加压时，杆状磨石在各自的孔处被结合到主轴内，提供旋转和往复的运动，并借助于按钮开关(face contact)而工作。

另外，如图5所示，副轴承119和副轴部分113的滑动部分140的两端140a与副轴部分的两端140b之间的各自距离140c至少不小于贯通孔113a的直径的1/2。

下面将对上述构造的密闭型压缩机组装方法进行说明。

活塞120借助于活塞销钉122与连结机构121成为一体，随后被插入到汽缸体116的压缩室117内。主轴承118被插入到轴110的主轴部分111内后，转子104被压合并固定到主轴部分111上。在这种情况下，轴110首先被插入到副轴部分113内，然后进入到连结机构的大端部121a内，副轴承119也顺序插入。在副轴部分113被插入进副轴承119内的同时，偏心轴部分112被插入进连结机构的大端部121a内。随后，主轴承118被用一个螺钉123固定到汽缸体116上。

随后，第一平衡配重130的凸起部分130b被固定到副轴部分113的凹进部分113b内。接着，在螺钉131从副轴部分113的上面被插入贯通孔113a，并与螺钉孔130a连接起来时，第一平衡配重130被旋到副轴部分113上。

下面将对上述构造的密闭型压缩机的运动给予解释说明。

轴110随电动元件105的转子104转动。当偏心轴部分112的旋转运动通过连结机构121被传送给活塞120时，活塞120在压缩室117内做往复运动。随着此运动，制冷气体由冷却系统(图中未示出)被吸入到压缩室117内，并在此处被压缩，然后再被排回到冷却系统内。

当进行这种压缩运动时，活塞120上产生巨大的往复惯性力。这种往复惯性力成为振动的最大来源，并产生振动。这些振动被传递到由压缩元件106和电动元件105组成的机械部分上，随后由机械部分经悬簧107传递到密闭容器101。然而，为尽可能地减小活塞120的这种往复惯性力，第一平衡配重130和第二平衡配重111a被设置，以通过与活塞120反相的方式来保持平衡。也就是说，当活塞120达到上死点，即压缩过程的终点时，第一平衡配重130和第二平衡配重111a的重心处于水平剖面上反活塞一侧的活塞轴中心上。而且，当活塞120达到下死点，即吸入过程的终点时，第一平衡配重130和第二平衡配重111a的重心处于水平剖面上活塞一侧的活塞轴中心上。结果，活塞120的往复惯性力在水平和垂直方向上都被抵消。

因此，依照此优选实施例的结构，可以通过使用简单的组装方法设置第一平衡配重130和第二平衡配重111a，抵消活塞120在水平和垂直方向上的往复惯性力，提供减少噪音和振动的效果。

为提供第一平衡配重130和第二平衡配重111a，可以构想一种将连结机构的大端部121a分开进行组装的方法。通过这种方法，即使在组装前连结机构的大端部121a的圆柱度和圆度的准确性被改进，连结机构的大端部121a的连接工作在组装阶段也是需要的。这种方法的缺陷是在进行连接工作时很难将准确性控制在微米级别。然而，依照本优选实施例的结构，可以将连结机构121一体成形，在连结机构的大端部121a内的孔的圆柱度和圆度的精确度经过珩磨法被提高的状态下进行组装，这样就能够增强压缩机的可靠性。例如，通过一体形成连结机构121，就可能将连结机构的大端部121a的圆柱度和圆度都控制在5μm或低于5μm的级别上。通过具有此高精确度的圆柱度和圆度，即使压缩过程中受到巨大表面压力，本优选实施例的结构也可在滑动部分提供高度可靠性，而不会出现因为不平坦的接触而产生的金属性接触。

而且，现有大量依赖制冷剂类型和冷冻量而定的不同立方容积的压缩机，并且活塞120的直径及重量等随立方容积变化而变化。即使在这样的情况下，第一平衡配重130的厚度和形状可以按照所希望的进行调整，因为它是由单独部件组成的。也就是说，即使对于不同立方容积的压缩机，仍可以得到容易抵消活塞120往复惯性力的效果。

另外，需要较长工时完成的(i)将活塞120、活塞销钉122及连结机构121一体工作，和(ii)压合并固定转子104和轴110的工作，可以在压缩机组装前完成。因此，可以获得在短时期内顺利完成生产过程中的流水线操作的效果，提高了工作效率。

此外，因为螺钉131可以从副轴部分113的反偏心轴部分的一侧被固定，所以可以得到好的组装操作性的效果，改进工作效率。

再有，因为此结构通过装配凹部和凸部的方法放置副轴部分113和第一平衡配重130，这就有可能不仅使装配时的定位变得容易进而提高工作效率，而且还可防止第一平衡配重130在压缩机运转过程中随离心力旋转而被移位。

除此之外，从副轴部分113和副轴承119的滑动部分140的两端140a到副轴部分的两端140b之间的距离140c至少不小于贯通孔113a直径的1/2。其原因如下：

例如，当直径3mm通常被称作M3的螺钉131被用适当转矩固定到直径16mm的副轴部分上时，作用在副轴部分113上的压缩力为6kN。此压缩力产生的内应力影响从副轴部分的两端140b大约1mm的区域，即螺钉131直径的大约1/3范围内。在这个范围内，副轴部分113发生形变，其圆柱性降低。因为此压缩力产生的内应力与螺钉直径成正比，所以它也与依螺钉直径而提供的贯通孔113a的直径成正比。

因此，通过将滑动部分140与副轴部分的两端140b分开不少于贯通孔113a直径1/2的距离，就可以保持副轴部分113与副轴承119之间的间隙恒定不变，而几乎没有任何由于滑动部分140引起的形变，即使因为螺钉131的加固，副轴部分113被变形。也就是，因为在滑动部分140没有产生因不平坦接触而引起的金属性接触，所以通过防止因金属性接触而产生的噪音或是异常磨损，可得到改进压缩机可靠性的效果。

在本优选实施例中，螺钉131是被用来固定到第一平衡配重130上设置的螺钉孔130a中，然而螺钉131也可以从贯通孔113a的偏心轴部分112一侧被插入，随后被用螺母(图中未示出)从反偏心轴部分的一侧固定，以得到相似的效果。

(优选实施例2)

图6是依照本发明优选实施例2的密闭型压缩机主体透视图。图7是依照实施例2的密闭型压缩机主体截面图。

本优选实施例2中的密闭型压缩机基本结构与图1到图5中指示的内容相同。而且，对于与优选实施例1中的某些结构相同的结构，相同的标记将被使用，其详细解释将被略去。

在图6和图7中，密闭型压缩机的第一平衡配重130被固定到副轴部分113将是通过用铆钉151压紧的方法来实现的。

下面将给出上述构造的密闭型压缩机组装方法的解释。

活塞120借助于活塞销钉122与连结机构121成为一体，随后被插入到汽缸体116的压缩室117内。主轴承118被插入进轴110的主轴部分111后，转子104被压合并固定到主轴部分111上。在这种情况下，轴110首先被插入副轴部分113内，然后插入到连结机构的大端部121a内，辅助轴承119按此顺序被插入。在副轴部分113被插入进辅助轴承119内的同时，偏心轴部分112被插入到连结机构的大端部121a内。随后，主轴承118被用一个螺钉123固定到汽缸体116上。

随后，第一平衡配重130的凸起部分130b被装配到凹进部分113b内。接着，在铆钉151被插入到贯通孔113a和贯通孔113c中并被压紧时，第一平衡配重130被旋到副轴部分113上。此时，铆钉151是从副轴部分113上方被插入进贯通孔113a和贯通孔113c中的，接着轴杆被拔出。结果在第一平衡配重130下面凸起的部分发生弹性变形，从而将副轴部分113和第一平衡配重130彼此固定。

因为副轴部分113和第一平衡配重130可以通过使用如上所述的铆钉151简单压紧而彼此固定，所以可以得到好的装配操作性能及改进的工作效率。

在本优选实施例中，是通过从第一平衡配重130上方抽出铆钉151而进行紧固的，也可以通过从副轴部分113上方施加一个负载，进而使在第一平衡配重130下方凸起的部分发生弹性形变，而将副轴部分113和第一平衡配重130互相固定，在这种情况中有足够空间便于将夹具插入到第一平衡配重130下方。

工业应用

几乎没有振动的压缩机可以通过在水平及垂直两个方向上平衡因活塞往复运动而产生的不平衡力，而经简易组装被实现。此外，即使在第一平衡配重被固定到副轴部分时副轴部分发生一定程度的形变，也不会影响副轴部分及副轴部分的滑动部分，进而能够提高滑动部分的抗磨损性。

Claims (8)

1.一种密闭型压缩机，包括：

电动元件；

由所述电动元件驱动的压缩元件；和

用于保存所述电动元件和所述压缩元件的密闭容器，

其中，所述压缩元件包括：

一个轴，具有偏心轴部分，以及位于所述偏心轴部分的顶部和底部的同轴设置的副轴部分和主轴部分，所述偏心轴部分位于所述副轴部分和所述主轴部分之间；

设有压缩室的汽缸体；

设置在所述汽缸体上并支撑所述主轴部分的主轴承；

设置在所述汽缸体上并支撑所述副轴部分的副轴承；

在所述压缩室内往复运动的活塞；和

在所述活塞与所述偏心轴部分之间进行连接的连结构件；

其中，第一平衡配重被配置在所述副轴部分的所述偏心轴部分的一侧端上；

其中，第二平衡配重被配置在所述主轴部分的所述偏心轴部分的一侧端上；和

其中，所述第一平衡配重由单独部件组成并连接到所述副轴部分。

2.如权利要求1所述的密闭型压缩机，其中，所述副轴部分和所述第一平衡配重通过螺钉而彼此固定。

3.如权利要求1所述的密闭型压缩机，其中，所述副轴部分和所述第一平衡配重通过铆钉而彼此固定。

4.如权利要求1至权利要求3中任何一个所述的密闭型压缩机，其中，所述副轴部分的偏心轴部分的一侧端和所述第一平衡配重被配置有装配部分，其通过凹部与凸部的配合而定位。

5.如权利要求2所述的密闭型压缩机，其中，所述副轴承和所述副轴部分的滑动部分的两端与所述副轴部分的两端各自分隔开，各自的分隔距离不少于所述螺钉通过的贯通孔直径的1/2。

6.如权利要求3所述的密闭型压缩机，其中，所述副轴承和所述副轴部分的滑动部分的两端与所述副轴部分的两端各自分隔开，各自的分隔距离不少于所述铆钉通过的贯通孔直径的1/2。

7.如权利要求5所述的密闭型压缩机，其中，所述主轴承由与所述汽缸体分隔开的部件构成。

8.如权利要求6所述的密闭型压缩机，其中，所述主轴承由与所述汽缸体分隔开的部件构成。

Images