CN101769256B - 连接用部件和回转式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供兼具螺栓和螺母功能的连接用部件。本发明的连接用部件(15)具有以下部件。(1)用于传递连接件的旋转力的头部(15a)；(2)与头部(15a)邻接、连接时与对象部件接触的支承面部(15b)；(3)从支承面部(15b)起设在头部(15a)的相反侧的颈部(15d)；(4)直径小于颈部(15d)、与颈部(15d)连结的外螺纹部(15c)；(5)与外螺纹部(15c)同轴地穿设在头部(15a)或头部(15a)和颈部(15d)的至少一部分的内径上的内螺纹部(e15)；(6)直径大于内螺纹部(15e)、与外螺纹部(15c)同轴地穿设在颈部(15d)的至少一部分和外螺纹部(15c)内径上的内径避让部。

Description

连接用部件和回转式压缩机
技术领域
本发明涉及兼备螺栓功能和螺母功能的连接用部件。并且，涉及使用该连结用部件的回转式压缩机。
背景技术
目前，关于回转式压缩机的压缩机构部的连接结构具有以下问题，即，在气缸上设置内螺纹部、旋合螺栓，但作用于内螺纹部的螺栓轴力产生的负荷使气缸变形，歪曲影响到内径。
因此，为了抑制螺栓连接引起的气缸歪曲、提供密封性好的高效率的回转式压缩机，提出了形成不在气缸上设置内螺纹部的结构、使用螺母连接螺栓的方法(例如，参照专利文献1)。专利文献1：特开2000-220590号公报
但是，在上述专利文献1的方法中，由于气缸不具有内螺纹部，因此，很难对轴承进行调心连接，需要另外的调心专用小螺纹等。并且，该小螺纹存在如下的问题，即，在最终连接后，不能发挥保持结构体的连接力的作用，成为无用的零件。
发明内容
本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的是提供兼备螺栓功能和螺母功能的连接用部件以及使用该连结用部件的回转式压缩机。
本发明的连接用部件具有以下部件：(1)用于传递连接件的旋转力的头部；(2)与上述头部邻接、连接时与对象部件接触的支承面部；(3)从上述支承面部起立设在上述头部的相反侧的颈部；(4)直径小于上述颈部、与上述颈部连结的外螺纹部；(5)与上述外螺纹部同轴地穿设在上述头部或上述头部和上述颈部的至少一部分的内径上的内螺纹部；(6)直径大于上述内螺纹部、与上述外螺纹部同轴地穿设在上述颈部的至少一部分和上述外螺纹部的内径上的内径避让部。
本发明的连接用部件通过上述结构可兼备螺栓和螺母的功能。附图说明图1是表示第一实施方式的图，是双缸回转式压缩机100的纵剖视图。图2是表示第一实施方式的图，表示连接用部件15((a)是俯视图、(b)是正视图)。图3是表示第一实施方式的图，是图2(a)的A-A剖视图。图4是表示第一实施方式的图，表示将连接用部件15作为螺栓使用的一例((a)表示利用连接用部件15连接第一气缸8和主轴承6前的状态、(b)表示利用连接用部件15连接第一气缸8和主轴承6后的状态)。图5是表示第一实施方式的图，表示将连接用部件15作为螺母使用的一例((a)表示连接用部件15和螺栓16连接前的状态、(b)表示连接用部件15和螺栓16连接后的状态)。图6是表示第一实施方式的图，表示压缩机构部3的调心组装顺序((a)表示利用连接用部件15连接(调心连接(1))第一气缸8和主轴承6以及第二气缸9和副轴承7的状态，(b)表示将螺栓16与连接用部件15连接(调心连接(2))后的压缩机构部3)。图7是表示第一实施方式的图，表示调心连接(1)和调心连接(2)中的连接用部件15和螺栓16的轴力的变化。图8是表示第一实施方式的图，表示调心连接(1)结束后(a)和调心连接(2)结束后(b)的第一气缸8中的弹性变形。
具体实施方式
第一实施方式图1至图8是表示第一实施方式的图，图1是双缸回转式压缩机100的纵剖视图，图2是表示连接用部件15的图((a)是俯视图、(b)是正视图)，图3是是图2(a)的A-A剖视图，图4是表示将螺栓作为连接用部件15使用的一例的图((a)表示利用连接用部件15连接第一气缸8和主轴承6前的状态、(b)表示利用连接用部件15连接第一气缸8和主轴承6后的状态)，图5是表示将螺母作为连接用部件15使用的一例的图((a)表示连接用部件15和螺栓16连接前的状态、(b)表示连接用部件15和螺栓16连接后的状态)，图6是表示压缩机构部3的调心组装顺序的图((a)表示利用连接用部件15连接(调心连接(1))第一气缸8和主轴承6以及第二气缸9和副轴承7的状态，(b)表示将螺栓16与连接用部件15连接(调心连接(2))后的压缩机构部3)，图7是表示调心连接(1)和调心连接(2)中的连接用部件15和螺栓16的轴力的变化的图。图8是表示调心连接(1)结束后(a)和调心连接(2)结束后(b)的第一气缸8中的弹性变形的图。
本实施方式利用双缸回转式压缩机100进行说明，但并不局限于双缸压缩机。只要是回转式压缩机，也可以是摆动回转式压缩机等。
本实施方式的特征在于连接用部件15，该连接用部件15连接构成双缸回转式压缩机100的压缩机构部3的轴承(主轴承6、副轴承7)和气缸(第一气缸8、第二气缸9)。
本实施方式的连接用部件15具有螺栓功能和螺母功能。
因此，可进行调心组装，且调心组装用的部件也可作为连接用而有效利用，同时，可防止气缸内径的歪曲。
在说明连接用部件15之前，首先说明双缸回转式压缩机100的构成。除了连接用部件15以外，都是众所周知的部件，因此省略具体说明。
利用图1说明双缸回转式压缩机100的构成。双缸回转式压缩机100在高压环境的密封容器1内收纳由定子2a和转子2b构成的电动机2、以及通过电动机2驱动的压缩机构部3。
电动机2的旋转力通过曲轴4传递到压缩机构部3。
曲轴4具有固定在电动机2的转子2b上的主轴4a、设置在主轴4a的相反侧的副轴4b、在主轴4a和副轴4b之间设置规定的相位差(例如180°)而形成的主轴侧偏心部4c和副轴侧偏心部4d、以及设置在主轴侧偏心部4c和副轴侧偏心部4d之间的中间轴4e。
主轴承6以具有用于滑动的间隙的方式与曲轴4的主轴4a嵌合，可自由旋转地轴支撑主轴4a。
另外，副轴承7以具有用于滑动的间隙的方式与曲轴4的副轴4b嵌合，可自由旋转地轴支撑副轴4b。
压缩机构部3具有主轴4a侧的第一气缸8和副轴4b侧的第二气缸9。
第一气缸8具有圆形的内部空间，在该内部空间中设置有可自由旋转地与曲轴4的主轴侧偏心部4c嵌合的第一活塞11a。并且设置随着主轴侧偏心部4c的旋转而进行往复运动的第一叶片(无图示)。
利用主轴承6和隔板10封闭第一气缸8的内部空间的轴方向两端面、形成压缩室，所述第一气缸8的内部空间收纳有可自由旋转地与曲轴4的主轴侧偏心部4c嵌合的第一活塞11a和第一叶片。
第一气缸8固定在密封容器1的内周部。
第二气缸9也具有圆形的内部空间，在该内部空间中设置有可自由旋转地与曲轴4的副轴侧偏心部4d嵌合的第二活塞11b。并且设置有随着副轴侧偏心部4d的旋转进行往复运动的第二叶片(无图示)。将第一活塞11a、第二活塞11b只定义为“活塞”。
利用副轴承7和隔板10封闭第二气缸9的内部空间的轴方向两端面、形成压缩室，所述第二气缸9的内部空间收纳有可自由旋转地与曲轴4的副轴侧偏心部4d嵌合的第二活塞11b和第二叶片。
利用作为本实施方式的特征部分的连接用部件15对第一气缸8和主轴承6进行螺栓连接。虽然可使用多根连接用部件15，但在此利用三根连接用部件15连接第一气缸8和主轴承6。另外，连接用部件15的结构如后所述。
在第一气缸8的主轴承6侧轴方向端面上，至少形成相当于连接用部件15根数的数量的内螺纹部。并且，通过连接用部件15的外螺纹部15c(图2、图3)与该第一气缸8的内螺纹部连接，将主轴承6和第一气缸8进行调心组装。
同样，利用作为本实施方式的特征部分的连接用部件15对第二气缸9和副轴承7进行螺栓连接。虽然可使用多根连接用部件15，但在此利用三根连接用部件15连接第二气缸9和副轴承7。
在第二气缸9的副轴承7侧轴方向端面至少形成相当于连接用部件15根数的数量的内螺纹部。并且，通过连接用部件15的外螺纹部15c(图2、图3)与该第二气缸9的内螺纹部连接，将第二气缸9和副轴承7进行调心组装。
利用连接用部件15进行了螺栓连接的第一气缸8和主轴承6、以及利用连接用部件15进行了螺栓连接的第二气缸9和副轴承7，以将隔板10夹在其之间的方式、利用螺栓16(连接用螺栓)进行连接固定。
此时，从副轴承7侧向第二气缸9、隔板10以及第一气缸8插入的螺栓16，与连接第一气缸8和主轴承6的连接用部件15的内螺纹部连接。后面将对这点及其作用效果进行说明。
并且，从主轴承6侧向第一气缸8、隔板10以及第二气缸9插入的螺栓16，与连接第一气缸8和主轴承6的连接用部件15的内螺纹部连接。利用连接用部件15进行了螺栓连接的第二气缸9和副轴承7、以及利用连接用部件15进行了螺栓连接的第二气缸9和副轴承7，以将隔板10夹在其之间的方式、利用螺栓16进行连接固定。
此时，从副轴承7侧向第二气缸9、隔板10以及第一气缸8插入的螺栓16，与连接第二气缸9和副轴承7的连接用部件15的内螺纹部连接。
与密闭容器1邻接设置有储蓄器40。吸入连接管21、吸入连接管22分别连接第一气缸8、第二气缸9和储蓄器40。
利用第一气缸8、第二气缸9压缩的冷媒气体向密闭容器1内排出，然后通过电动机2从排出管23向冷冻空调装置的冷冻循环送出。
并且，从玻璃端子(无图示)经过导线(无图示)向电动机2供电。
虽然没有图示，但在密闭容器1内的底部存储有用于润滑压缩机构部3的各滑动部的润滑油(冷冻机油)。
向压缩机构部3的各滑动部供给润滑油是利用曲轴4的旋转所产生的离心力使存储在密闭容器1底部的润滑油沿着曲轴4的内径(无图示)上升、通过设置在曲轴4上的供油孔(无图示)进行的。从各供油孔向主轴4a和主轴承6、主轴侧偏心部4c和第一活塞11a、副轴侧偏心部4d和第二活塞11b以及副轴4b和副轴承7之间的滑动部供给润滑油。
以下参照图2、图3就连接用部件15的构成进行说明。如图2、图3所示，连接用部件15至少具有以下所示的元件。(1)用于传递连接件的旋转力的头部15a(例如六边形状)；(2)与头部15a邻接、在连接时与对方部件接触的支承面部15b(凸缘部、法兰部)；(3)从支承面部15b向头部15a的相反侧立设的颈部15d(将颈部15d的轴方向的长度设为L)；(4)直径小于颈部15d、与颈部15d连结的外螺纹部15c；(5)与外螺纹部15c同轴地穿设在头部15a或头部15a以及颈部15d的至少一部分的内径上的内螺纹部15e；与内螺纹部15e穿设在头部15a上的情况相比，最好穿设在头部15a以及颈部15d的一部分的内径上。这是由于作用于外螺纹部15c上的轴力在连接结构的最终组装状态下能够释放的缘故。但是，也可将内螺纹部15e设置在头部15a的内径上。这是因为，在这种情况下，即使不能在连接结构的最终组装状态下释放作用于外螺纹部15c的轴力，如果削弱连接用部件15的连接转矩(轴力)，则也可抑制气缸的歪曲。(6)直径大于内螺纹部15e、与外螺纹部15c同轴地穿设在颈部15d的至少一部分和外螺纹部15c内径上的内径避让部15f。由于在连接结构的最终组装状态下与内螺纹部15e连接的螺栓的轴力大，因此，最好与壁部厚、刚性强的头部15a附近进行螺栓连接。因此需要内径避让部15f。
这样的结构的连接用部件15具有螺栓功能和螺母功能。因此，虽然在连接结构的最终组装状态下作为螺母发挥作用，但在局部组装状态下可作为螺栓发挥作用，因此，可有效地连接多个部件。
根据图4就将连接用部件15作为螺栓使用的示例进行说明。在图4所示的例子中，用连接用部件15连接图1所示的双缸回转式压缩机100的主轴承6和第一气缸8。将连接用部件15通过主轴承6的安装用孔6a与第一气缸8的螺纹孔部8a的内螺纹部8b连接。
在这种情况下，形成在连接用部件15的颈部15d和主轴承6的安装用孔6a之间具有规定尺寸的间隙的结构。规定尺寸的间隙是指可进行主轴承6与第一气缸8的调心组合等的间隙。
虽然连接用部件15的连接主轴承6和第一气缸8的轴力最好是防止第一气缸8产生歪曲的弱轴力，但轴力至少需要达到如下的程度，即，防止因制造工序中的搬运时所施加的力(冲击等)而使主轴承6和第一气缸8的调心不准确。
在加大连接用部件15连接主轴承6和第一气缸8的轴力的情况下，连接用部件15的内螺纹部15e最好穿设在头部15a和颈部15d的一部分内径上。穿设在头部15a和颈部15d的一部分内径上的内螺纹部15e，是指跨越大致整个头部15a和颈部15d的一部分的内径、连续穿设的内螺纹部15e。
这是由于可在连接结构的最终组装状态下释放作用于外螺纹部15c的轴力。
另外，在使连接连接用部件15的主轴承6和第一气缸8的轴力变大的情况下，最好在连接用部件15上设置直径大于内螺纹部15e、与外螺纹部15c同轴地穿设在颈部15d的一部分以及外螺纹部15c内径上的内径避让部15f。这是由于可以在连接结构的最终组装状态下，与壁部厚、刚性强的头部15a附近的内螺纹部15e进行螺栓连接的缘故。
根据图5说明连接用部件15作为螺母使用的示例。在图5中，省略了被连接部件，但连接用部件15的内螺纹部15e与螺栓16的外螺纹部16a连接。
根据图6至图8就压缩机构部3的组装(调心组装)进行说明。
以下说明的组装顺序为一例，并不局限于此。
首先，利用连接用部件15(作为螺栓使用)连接固定第一气缸8和主轴承6。将连接用部件15经由主轴承6的凸缘部6b(厚度T)的安装用孔6a与第一气缸8的螺纹孔部8a的内螺纹部8b连接(图4)。使用多根(在此为三根)连接用部件15。
同样，利用连接用部件15(作为螺栓使用)连接固定第二气缸9和副轴承7。使用多根(在此为三根)连接用部件15。
将第一活塞11a和第一叶片(无图示)安装在第一气缸8上。此时，第一气缸8在上面，主轴承6在下面。
将曲轴4的主轴4a从第一气缸8侧插入用连接用部件15连接的第一气缸8和主轴承6中。从第一气缸8的上方插入曲轴4。
使隔板10穿过曲轴4的副轴4b和副轴侧偏心部4d，组装在中间轴4e上。
从副轴4b侧向曲轴4的副轴侧偏心部4d插入第二活塞11b。
将第二叶片(无图示)组装在第二气缸9上。
组装上第二叶片，一面进行按压以防止第二叶片脱落、一面从曲轴4的副轴4b侧插入利用连接用部件15连接的第二气缸9和副轴承7。
然后，保持使曲轴4的主轴4a在下、副轴4b在上的姿势，一面使曲轴4旋转一面从副轴承7侧将螺栓16(三根)与相对的连接用部件15的内螺纹部15c连接。此时，利用连接件固定连接用部件15。连接用部件15发挥螺母的功能。
最后，从主轴承6侧将螺栓16(三根)与相对的连接用部件15的内螺纹部15e连接。
通过利用多根连接用部件15连接固定第一气缸8和主轴承6，利用连接用部件15连接固定第二气缸9和副轴承7，以此进行调心连接(1)。进行第一气缸8和主轴承6、第二气缸9和副轴承7的定心。
调心连接(1)(临时连接)是局部组装状态的临时连接。因此，可将此时的连接用部件15的轴力Ta设定为所需要的最小限度的轴力Ta。所需要的最小限度的轴力Ta是指如下程度的轴力，即，防止因制造工序中的搬运时所施加的力(冲击等)而使主轴承6和第一气缸8的调心或者副轴承7和第二气缸9的调心不准确。
即使将连接用部件15的轴力Ta设定为所需要的最小限度的力，在第一气缸8和第二气缸9上也将分别产生歪斜那样的弹性变形。例如，如图8(a)所示，在第一气缸8中，由于连接用部件15的轴力Ta，在与连接用部件15的外螺纹部15c连接的部位、在内径缩小的方向上产生弹性变形。并且，第一气缸8的隔板10侧的部位向内径增大的方向弹性变形。由于这些弹性变形，在第一气缸8上发生变形。第二气缸9也一样。
在调心连接(2)(最后的连接)中，通过一面使曲轴4旋转、一面从副轴承7侧将螺栓16(三根)与相对的连接用部件15的内螺纹部15e连接，对用连接用部件15连接的第二气缸9和副轴承7、用连接用部件15连接的第一气缸8和主轴承6进行调心连接。此时，连接用部件15发挥螺母的功能。
并且，对于与连接用部件15的内螺纹部15e连接的螺栓16的轴力Tb，由于是最终的组装，因此，使其大于连接用部件15的轴力Ta(图7)。
如图8所示，由于螺栓16的轴力Tb与连接用部件15的轴力Ta是相反方向，因此，如果开始调心连接(2)、向连接用部件15的内螺纹部15e施加螺栓16的轴力Tb，则连接用部件15的的轴力Ta缩小。在调心连接(2)结束前释放连接用部件15的轴力Ta。
进一步进行具体说明，在调心工序(1)中，连接用部件15的颈部15d和外螺纹部15c弹性伸长，由此产生连接用部件15的轴力Ta。因此，被连接用部件15和第一气缸8夹住的主轴承6的凸缘部6b，通过连接用部件15的轴力Ta的作用在比初始尺寸进行了弹性收缩后的位置处平衡。
在调心工序(2)中，进一步施加螺栓16的轴力Tb，主轴承6的凸缘部6b进一步弹性收缩。随之，连接用部件15的颈部15d和外螺纹部15c也弹性收缩，最终达到初始尺寸，释放连接用部件15的轴力Ta。
为了进一步明确地得到该效果，也可以在连接用部件15的支承面部15b和主轴承6的凸缘部6b之间，通过弹簧垫圈连接。如果将连接用部件15的轴力Ta限制在弹簧垫圈的变形量的范围内，则即使在主轴承6的凸缘部6b的刚性更高的情况下，通过与上述相同的结构也可以释放连接用部件15的轴力Ta。
并且，如果利用连接用部件15的弹性变形，则在主轴承6的凸缘部6b的刚性更高的情况下，即使不追加上述弹簧垫圈，也可以释放连接用部件15的轴力Ta。
如上所述，通过调心工序(1)的连接，颈部15d和外螺纹部15c比初始尺寸弹性伸长，由此连接用部件15产生连接用部件15的轴力Ta。利用调心工序(2)中的螺栓16的轴力Tb向内螺纹部15e施加向图中(图8(b))下方拉伸的负荷。由于内螺纹部15e跨越颈部15d形成，因此，通过螺栓16向颈部15d的内径侧施加向下的负荷，颈部15d进一步向下方伸长地变形。通过该伸长，连接用部件15的外螺纹部15c施加在第一气缸8上的力减弱，最后连接用部件15的轴力Ta消除。
在释放连接用部件15的轴力Ta后，施加在连接用部件15的内螺纹部15e上的螺栓16的轴力Tb，对连接用部件15的支承面部15b进行作用。并且，通过连接用部件15的支承面部15b和螺栓16的支承面部16b(图5)压缩主轴承6的凸缘部6b、第一气缸8、隔板10、第二气缸9以及副轴承7的凸缘部7b。此时，第一气缸8被主轴承6的凸缘部6b和隔板10从上下压缩，但由于接触面积大，所以几乎不产生局部歪曲或变形。该第二气缸9也一样，虽然被隔板10和副轴承7的凸缘部7b压缩，但由于相同的理由也几乎不产生局部歪曲或变形。
在调心连接(2)的最后，通过从主轴承6侧将螺栓16(三根)与相对的连接用部件15的内螺纹部15e连接，第二气缸9也与第一气缸8一样释放连接用部件15的轴力Ta。
如上所述，可利用连接用部件15的螺栓功能进行主轴承6的调心组装，且可利用连接用部件15的螺母功能进行副轴承7的调心组装。
并且，由于主轴承6的调心可设定成所需要的最小限度的轴力(连接用部件15的轴力Ta)，将第一气缸8的变形控制在弹性域内，且在最后组装状态下释放作用于第一气缸8的内螺纹部的连接用部件15的轴力Ta，因此，第一气缸8的内径的变形不会残留下来。
这样，由于在最后组装状态下，连接用部件15的轴力Ta不残留在第一气缸8的内螺纹部，因此，不产生向第一气缸8的内径的歪斜，可防止压缩期间的内部泄漏，可得到高性能的双缸回转式压缩机。
而且，由于可进行调心组装，因此，轴承性能提高，可得到可靠性高的双缸回转式压缩机。
另外，在单缸回转式压缩机的情况下，主轴承和气缸的连接使用连接用部件15(调心连接(1))。
并且，副轴承和气缸的连接使用螺栓16(调心连接(2))。

Claims (3)

1.一种连接用部件，具有以下部件：
(1)用于传递连接件的旋转力的头部；
(2)与上述头部邻接、连接时与对象部件接触的支承面部；
(3)从上述支承面部起立设在上述头部的相反侧的颈部；
(4)直径小于上述颈部、与上述颈部连结的外螺纹部；
(5)与上述外螺纹部同轴地穿设在上述头部和上述颈部内侧的至少包括上述头部的部分上的内螺纹部；
(6)直径大于上述内螺纹部、与上述外螺纹部同轴地穿设在上述颈部和上述外螺纹部内侧的至少包括上述颈部的一部分和上述外螺纹部的部分上的内径避让部。
2.一种回转式压缩机，其特征在于，将压缩冷媒的压缩机构部、和通过曲轴驱动所述压缩机构部的电动机收容在密闭容器中，其特征在于，
所述压缩机构部至少具有：
气缸，该气缸具有圆形的内部空间，在该内部空间中设置有可自由旋转地与所述曲轴的主轴侧偏心部嵌合的活塞；
主轴承，该主轴承与所述曲轴的主轴嵌合、可自由旋转地轴支撑所述主轴，同时，封闭所述气缸的内部空间的轴方向一端面；
副轴承，该副轴承与所述曲轴的副轴嵌合、可自由旋转地轴支撑所述副轴，同时，闭塞所述气缸的内部空间的轴方向另一端面；
权利要求1所述的连接用部件；
连接用螺栓，该连接用螺栓与所述连接用部件的所述内螺纹部连接，
利用所述连接用部件和所述连接用螺栓进行至少上述气缸、上述主轴承以及上述副轴承的连接。
3.如权利要求2所述的回转式压缩机，其特征在于，由所述连接用部件的所述外螺纹部产生的轴力小于所述连接用螺栓的轴力。
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