CN102971537A

CN102971537A - 旋转式压缩机

Info

Publication number: CN102971537A
Application number: CN2011800328237A
Authority: CN
Inventors: 苅野健; 船越大辅; 饭田登; 泽井清
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2031-06-29
Also published as: US9074600B2; EP2589809A1; JP2012013034A; WO2012001966A1; EP2589809B1; JP5556450B2; CN102971537B; US20130101454A1; EP2589809A4

Abstract

在叶轮型旋转式压缩机中，使在轴（4）的偏心部（41）中的反偏心轴一侧的外周面从嵌入主轴承（7）的主轴部（42）的外周面和嵌入副轴承（8）的副轴部（43）的外周面凹陷，并且，在活塞（9）的内周面和轴（4）的偏心部（41）设置有在将活塞（9）组装于轴（4）时所需的回避单元，减小偏心部（41）的轴径，由此能够降低作用于轴（4）的偏心部（41）与活塞（9）的内周面的油的粘性力，减小在轴（4）的旋转方向上作用于活塞（9）的、轴（4）的偏心部（41）中心旋转的旋转力矩，能够降低由于叶片（11）在叶片槽（10）内往复运动而产生的滑动损失。

Description

旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及组装入冰箱、空气调节装置等的旋转式压缩机。

背景技术

现有技术的旋转式压缩机，如图7和图8所示，在密闭容器1中收纳有电动机部（无图示）和经由轴4与电动机部连接的压缩机构部A，将密闭容器的底部作为油槽。压缩机构部A包括：汽缸5；与汽缸5的两个端面连结而形成汽缸室6的主轴承7和副轴承8；在主轴承7与副轴承8之间设有偏心部41的轴4；嵌合于轴4的偏心部41的活塞9；和在形成于汽缸5的半径方向的叶片槽10内往复运动的叶片11。这样，通过使上述叶片11的前端部11A与形成于活塞9的嵌合部9A自由摇动地嵌合连接，在汽缸室6内通过叶片11形成被隔开的吸入室12和压缩室13。

通过与轴4的旋转相伴的活塞9的公转运动和叶片11的往复运动，吸入室12和压缩室13的容积发生变化，利用该容积变化，从吸入端口17吸入吸入室12中的工作致冷剂被压缩而变得高温高压，并通过压缩室13经由排出端口18、排出消音室19，被排出至密闭容器1内。另外，同时，利用设置于轴4的下端的油泵吸引油槽内的油，通过设置于轴4的中空孔，对压缩机构部内的滑动面例如轴4的偏心部41与活塞9的内周面9B之间、活塞9的外周面与汽缸5的内周面之间供油，以进行润滑（例如，参照专利文献1）。

这样，在该现有技术中，如图9所示，通过在轴4的偏心部41与活塞9的内周面9B之间发挥作用的油的粘性力，轴4的偏心部41中心旋转的旋转力矩对活塞9在轴4的旋转方向上发生作用，由叶片11的前端部11A支撑该旋转力矩。因此，作为该支撑力的反作用力，在叶片11与叶片槽10的接点201和202、与叶片槽10的摩擦阻力发生作用，导致由于叶片11在叶片槽10内往复运动而产生的滑动损失增加。因此，在该种旋转式压缩机中，为了降低滑动损失、减小输入损耗，期望有：通过减小轴4的偏心部41与活塞9的内周面9B的滑动面的面积，或者减小轴4的偏心部41与活塞9的内周面9B的滑动速度，将在轴4的偏心部41与活塞9的内周面9B之间作用的油的粘性力抑制到最低限度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－180178号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在该现有技术中，在形成轴4的偏心部41之后，将活塞9从副轴承8一侧插入并嵌合于轴4的偏心部41，因此，使嵌入副轴承8的副轴部43的轴径小于嵌入主轴承7的主轴部42的轴径，使轴4的偏心部41的反偏心轴一侧的外周面成为与嵌入副轴承8的副轴部43的外周面相同或者处于径向外侧。因此，在设嵌入副轴承8的副轴部43的轴径为

偏心部41的偏心量为E时，轴4的偏心部41的轴径

如下式所示，

偏心部41的轴径

必须设定为满足式（1）。另外，此时，主轴部42的轴径

大于副轴部43的轴径，因此，偏心部41的反偏心轴一侧的外周面从主轴部42的外周面凹陷。

例如，在现有技术中，可以考虑减小偏心部41的轴径从而减小偏心部41的滑动面的面积，但是在偏心部41的偏心量相同时，随着偏心部41的轴径减小，副轴部43的轴径更小，其结果，特别是在副轴部43得不到必要的强度，存在可靠性降低的课题。

另外，可以考虑减小包括主轴部42的轴4整体的轴径，但是，与上述相同地，在轴4的整体得不到必要的强度，存在可靠性降低的课题。

本发明是为了解决上述现有课题而完成的，目的在于提供一种旋转式压缩机，其能够确保轴的强度可靠性，并且通过减小偏心部的轴径，降低由于叶片在叶片槽内往复运动而产生的滑动损失，减小输入损耗。

用于解决课题的方法

为了解决上述现有技术的课题，本发明的旋转式压缩机的特征在于，具有：汽缸；与该汽缸的两个端面连结而形成汽缸室的主轴承和副轴承；在上述主轴承与上述副轴承之间设置有偏心部的轴；嵌合于上述轴的偏心部的活塞；将上述汽缸室内分隔为吸入室和压缩室的叶片；和叶片槽，其形成于上述汽缸，上述叶片在上述叶片槽往复运动，并且，使上述轴的偏心部的偏心轴一侧的外周面从嵌入上述主轴承的主轴部的外周面和嵌入上述副轴承的副轴部的外周面凹陷，并且，在上述活塞的内周面和上述轴的偏心部设置有在将上述活塞组装于上述轴时所需的回避单元。

发明的效果

如上所述，能够确保轴的强度可靠性并且减小偏心部的轴径，因此，能够减小轴的偏心部与活塞的内周面的滑动面的面积，能够进一步减小轴的偏心部与活塞的内周面的滑动速度。即，能够在轴旋转时降低在轴的偏心部与活塞的内周面之间发挥作用的油的粘性力，能够减小由该粘性力在轴的旋转方向对活塞作用的轴的偏心部中心旋转的旋转力矩，在叶片在叶片槽内往复运动时，能够减轻作为叶片的前端部支撑该旋转力矩的力的反作用力在上述两接点作用而产生的与叶片槽的摩擦阻力。因此，能够提供降低由于叶片在叶片槽内往复运动而产生的滑动损失、减少输入损耗的旋转式压缩机。

附图说明

图1是本发明的实施方式1中的旋转式压缩机的纵剖面图。

图2是表示图1的旋转式压缩机的压缩机构部的横剖面图。

图3（A）～（E）是表示图1的旋转式压缩机的轴和活塞的组装的组装工序图。

图4是表示图1的旋转式压缩机的活塞的放大立体图。

图5是表示图1的旋转式压缩机的活塞的内周面的表面展开图。

图6（a）～（f）是用于说明图1的旋转式压缩机的动作的示意图。

图7是表示现有的旋转式压缩机的纵剖面图。

图8是表示现有的旋转式压缩机的压缩机构部的横剖面图。

图9是用于说明现有的旋转式压缩机的主要部分的动作的示意图。

具体实施方式

发明的第一方面是一种旋转式压缩机，其具有：汽缸；与该汽缸的两个端面连结而形成汽缸室的主轴承和副轴承；在上述主轴承与上述副轴承之间设置有偏心部的轴；嵌合于上述轴的偏心部的活塞；将上述汽缸室内分隔为吸入室和压缩室的叶片；和叶片槽，其形成于上述汽缸，上述叶片在上述叶片槽往复运动，将上述叶片的前端部与上述活塞自由摇动地嵌合连接，在上述旋转式压缩机中，使上述轴的偏心部的反偏心轴一侧的外周面从嵌入上述主轴承的主轴部的外周面和嵌入上述副轴承的副轴部的外周面凹陷，并且，在上述活塞的内周面和上述轴的偏心部设置有在将上述活塞组装于上述轴时所需的回避单元。

由此，能够确保轴的强度可靠性并且减小偏心部的轴径，因此，能够减小轴的偏心部与活塞的内周面的滑动面的面积，能够进一步减小轴的偏心部与活塞的内周面的滑动速度。即，能够在轴旋转时降低作用于轴的偏心部和活塞的内周面的油的粘性力，能够减小由该粘性力在轴的旋转方向上作用于活塞的、轴的偏心部中心旋转的旋转力矩，能够在叶片在叶片槽内往复运动时，减轻少作为叶片的前端部支撑该旋转力矩的力的反作用力在上述两接点作用而产生的与叶片槽的摩擦阻力。

发明的第二方面是，特别是在发明的第一方面的旋转式压缩机中，与轴的偏心部的端面滑动，以主轴承和副轴承中任一个的端面支撑作用于轴的推力荷重。

由此，能够将以主轴承和副轴承中任一个的端面作为活塞公转运动的基准面的、轴的偏心旋转抑制到最低限度，减小在汽缸室内一边摇动一边公转运动的活塞的外周面与汽缸的内周面之间构成的间隙，因此，能够减小从压缩室向吸入室的致冷剂气体的泄露，不使体积效率降低，得到发明的第一方面的效果。

发明的第三方面是，特别是在发明的第一方面或发明的第二方面的旋转式压缩机中，回避单元以在活塞的内周面中的与轴的偏心部相对的滑动面切除汽缸室的吸入室一侧的方式形成。

由此，在活塞的内周面形成的切除部分在成为轻负荷一侧的汽缸室的吸入室一侧形成，因此，减少在与轴的偏心部相对的滑动面的烧熔等的影响，不造成可靠性的降低。

发明的第四方面是，特别是在发明的第三方面的旋转式压缩机中，回避单元按照在活塞的内周面中的与轴的偏心部相对的滑动面，以叶片被最多地收纳于叶片槽的时刻的活塞的内周面与叶片的厚度方向的中心线的交点中的、靠近叶片的交点为基点，在轴的旋转方向上从30度的位置切除的方式形成。

由此，由于使在轴的内周面形成的切除部分的开始位置从轻负荷部分的基点错开30度，因此，即使荷重作用于排出动作时的轻负荷部分的基点附近，也能够确保充分的耐久性。

发明的第五方面是，特别是在发明的第三方面或发明的第四方面的旋转式压缩机中，活塞配置为在水平面内摇动运动，以切除活塞的内周面中的与轴的偏心部相对的滑动面的上侧部分的方式形成。

由此，在与轴的偏心部相对的滑动面形成的切除部分作为油槽发挥功能，能够防止由油不足引起的润滑不良，提高信赖性。

发明的第六方面是，特别是在发明的第一方面至发明的第五方面的旋转式压缩机中，作为工作致冷剂，使用由以在碳与碳之间具有双键的氢氟烯烃作为基底成分的致冷剂构成的单一致冷剂或者含有该致冷剂的混合致冷剂，因此，在使用这样的致冷剂时，特别是在高温中伴随化学稳定性下降，润滑性恶化，因此能够更有效地降低由于叶片在叶片槽内往复运动而产生的滑动损失。

以下，利用附图说明本发明的实施方式。此外，本发明不受该实施方式的限定。

（实施方式1）

图1是作为本发明的旋转式压缩机的实施例、具备一个压缩机构部101的旋转式压缩机的纵剖面图，图2是表示压缩机构的横剖面图。

如图1所示的旋转式压缩机包括：圆筒状的密闭容器1；配置于密闭容器1的内部上侧的电动机部102；和配置于电动机部102的下侧、通过电动机部102被驱动的压缩机构部101，将密闭容器1的底部作为油槽。

电动机部102包括：沿着密闭容器1的内部上侧的内周面环状地安装的定子2；和在定子2的内侧设有若干间隙而插入的转子3，转子3以中心部沿铅直方向固定于轴4。

如图1和图2所示，压缩机构部101具有：汽缸5；连结汽缸5的两个端面而形成汽缸室6的主轴承7和副轴承8；在主轴承7与副轴承8之间设有偏心部41的轴4；嵌合于轴4的偏心部41的活塞9；和在形成于汽缸5的半径方向的叶片槽10内往复运动的叶片11。而且，使叶片11的前端部11A为圆弧形状，并与形成于活塞9的嵌合部9A自由摇动地嵌合连接，由此，在汽缸室6内形成由叶片11分隔而得到的吸入室12和压缩室13。另外，主轴承7用螺栓连结于汽缸5的上侧端面，副轴承8用螺栓连结于汽缸5的下侧端面，主轴承7熔接于密闭容器1，由此，压缩机构部101固定于密闭容器1。

接着，参照附图，详细说明轴4和活塞9的结构。

轴4在压缩机构部101中大致包括：嵌入主轴承7的主轴部42；嵌合于活塞9的偏心部41；和嵌入副轴承8的副轴部43。如图3所示，使嵌入副轴承8的副轴部43的轴径

小于嵌入主轴承7的主轴部42的轴径

，副轴部43中所需的强度可以小于主轴部42中所需的强度，确保轴4整体所需的强度。另外，偏心部41的轴径为

，使偏心部41的反偏心轴一侧的外周面从主轴部42的外周面和副轴部43的外周面凹陷，从副轴部43的外周面向内侧的凹陷量为尺寸α。并且，在偏心部41的副轴承8一侧，从偏心部41的外周面沿径向向内侧以成为与副轴部43同心的圆弧状的方式切除高L1，形成回避部301，由此，构成在将活塞9组装于轴4时所需的回避单元，偏心部41的端面与副轴承8的端面滑动，支撑作用于轴4的推力荷重。在偏心部41的主轴承7一侧，也从偏心部41的外周面沿径向向内侧以成为与主轴42同心的圆弧状的方式切除，并设置使切除得到的空间与设置于轴4的中空孔连通的孔。此外，考虑轴4的制造工序，使偏心部41与主轴部42和副轴部43的连结部分别小于主轴部42和副轴部43各自的轴径。

另外，活塞9配置为在水平面内一边摇动一边公转运动，如图3和图4所示，在高度方向具有尺寸H，在活塞9的内周面9B，在副轴承8一侧以成为与活塞9的内周面9B同心的圆形状的方式切除高度L2，形成回避部302，并且，在与轴4的偏心部41相对的滑动面的主轴承7一侧切除高度L3，使得成为以从活塞9的内周面9B的中心向偏心轴一侧错开必要量的位置为中心的圆弧状，形成回避部303，由此，构成在将活塞9组装于轴4时所需的回避单元。

即，如图3（B）所示，活塞9从副轴承8一侧插入，通过副轴部43，如图3（C）所示，向偏心轴一侧移动尺寸α，如图3（D）所示，向主轴部42一侧移动而嵌合于偏心部41，如图3（E）所示，以使得在与轴4的偏心部41相对的滑动面设置的回避部303位于汽缸室6的吸入室12一侧的方式旋转。在本实施例中，以使得对活塞9的上下端面作用的压力均匀的方式，在活塞9的内周面9B的主轴承7一侧，以成为与活塞9的内周面9B同心且与回避部302的直径相同或者稍小的圆形状的方式切除高度L，形成凹部304。此时，回避部301的切除高度L1、回避部302的切除高度L2、回避部303的切除高度L3设定为满足以下的式（2）。

L1＞H－L－L2－L3…（2）

另外，图5是以叶片11被最多地收纳于叶片槽10内的时刻的活塞9的内周面9B与叶片11的厚度方向的中心线的交点中的、靠近叶片11的交点为基点，将活塞9的内周面9B沿轴4的旋转方向展开而得到的表面展开图，图中的两根双点划线所包夹的、与轴4的偏心部41相对的滑动面，由因回避部303而切除得到的在高度方向上宽度小的狭小部9D和宽度相对大的宽大部9C构成，特别是，狭小部9D位于汽缸室6的吸入室12一侧，以叶片11被最多地收纳于叶片槽10内的时刻的活塞9的内周面9B与叶片11的厚度方向的中心线的交点中的、靠近叶片11的交点为基点，在轴4的旋转方向上从30度的位置切除活塞9的高度方向的上侧。

基于图6说明如上所述构成的旋转式压缩机的动作。

图6中，将活塞9每公转60度时的活塞9与叶片11的位置关系以（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）的顺序表示。以图3（a）、（b）、（c）、（d）、（e）、（f）的顺序，从吸入端口17向吸入室12中吸入工作致冷剂，由于与轴4的旋转相伴的活塞9的摇动运动和叶片11的往复运动，吸入室12和压缩室13的容积发生变化，利用该容积变化，工作致冷剂被慢慢压缩，形成高温高压，在图6（f）的时刻，从压缩室13，经由无图示的排出端口、排出消音室19，被排出至密闭容器1。另外，同时，利用设置于轴4的下端的油泵，吸引油槽内的油，通过设置于轴4的中空孔，对压缩机构部内的滑动面供油，以进行润滑。

上述的本实施例中，使副轴部43的轴径小于主轴部42的轴径，使偏心部41的反偏心轴一侧的外周面从主轴部42的外周面和副轴部43的外周面凹陷，并且，以使得能够组装轴4和活塞9的方式，在偏心部41的副轴承8一侧，从偏心部41的外周面沿径向向内侧以成为与副轴部43同心的圆弧状的方式切除高度L1，形成回避部301，在活塞9的内周面9B，在副轴承8一侧以成为与活塞9的内周面9B同心的圆形状的方式切除高度L2，形成回避部302，并且，在与轴4的偏心部41相对的滑动面的主轴承7一侧切除高度L3，使得成为以从活塞9的内周面9B的中心向偏心轴一侧错开必要量的位置为中心的圆弧状，形成回避部303，因此，能够确保轴4的强度可靠性，并且减小偏心部41的轴径。因此，能够减小轴4的偏心部41与活塞9的内周面9B的滑动面的面积，能够进一步减小轴4的偏心部41与活塞9的内周面9B的滑动速度。即，在轴4旋转时，能够降低在轴4的偏心部41与活塞9的内周面9B之间作用的油的粘性力，能够减小由该粘性力在轴4的旋转方向作用于活塞9的、轴4的偏心部41中心旋转的旋转力矩，因此，能够减轻叶片11在叶片槽10内往复运动时，作为叶片11的前端部11A支撑该旋转力矩的力的反作用力、在上述两接点作用而产生的与叶片槽10的摩擦阻力。

另外，轴4的偏心部41的端面与副轴承8的端面滑动，支撑对轴4作用的推力荷重，因此，能够将以副轴承8的端面作为活塞9的公转运动的基准面的轴4的偏心旋转抑制到最低限度，减小在汽缸室6内一边摇动一边公转运动的活塞9的外周面与汽缸5的内周面之间构成的间隙。因此，能够减小从压缩室13向吸入室12的致冷剂气体的泄露，不使体积效率降低。另外，活塞9的内周面9B中的、轴4的偏心部41所相对的滑动面的狭小部9D，位于构成轻负荷部分的汽缸室6的吸入室12一侧，因此，能够减小烧熔等的影响、降低在轴4的偏心部41与活塞9的内周面9B之间作用的油的粘性力。

即，在从图6（a）的状态到图6（d）的状态的活塞9的公转运动中，在活塞9的内周面9B中的与轴4的偏心部41相对的吸入室12一侧的滑动面构成轻负荷部分，负荷非常轻微。另外，在从图6（d）的状态到图6（a）的状态的活塞9的公转运动中，负荷作用于活塞9的内周面9B中的、与轴4的偏心部41相对的压缩室13一侧的滑动面，但是作用于吸入室12一侧的滑动面的负荷非常轻微。因此，活塞9的内周面9B中的与轴4的偏心部41相对的吸入室12一侧的滑动面成为轻负荷部分。另外，以即使荷重在排出动作时作用于轻负荷部分的基点附近，也能够确保充分的耐久性的方式，使狭小部9D的开始角度从基点o错开30度，该基点o为叶片11被最多地收纳于叶片槽10的时刻的活塞9的内周面9B与叶片11的厚度方向的中心线的交点中的靠近叶片11的交点，因此，能够以不降低可靠性而且切除活塞9的高度方向上侧的方式形成狭小部9D，形成于与轴4的偏心部41相对的滑动面的切除部分作为油槽发挥功能，因此，能够防止由油不足引起的润滑不良，能够提高可靠性。

根据以上结构，能够确保轴的强度可靠性，并且，能够在轴的偏心部与活塞的内周面的滑动中不降低可靠性地减小偏心部的轴径，因此，能够减小轴的偏心部与活塞的内周面的滑动面的面积，能够进一步减小轴的偏心部与活塞的内周面的滑动速度。即，在轴旋转时，能够降低作用于轴的偏心部与活塞的内周面之间的油的粘性力，能够减小由该粘性力在轴的旋转方向作用于活塞的、轴的偏心部中心旋转的旋转力矩，因此，能够降低叶片在叶片槽内往复运动时，作为叶片的前端部支撑该旋转力矩的力的反作用力在上述两接点作用而产生的与叶片槽的摩擦阻力。因此，能够提供降低由于叶片在叶片槽内往复运动而产生的滑动损失、减少输入损耗的旋转式压缩机。

另外，本实施方式的旋转式压缩机中，作为工作致冷剂，使用由以在碳与碳之间具有双键的氢氟烯烃作为基底成分的致冷剂构成的单一致冷剂或者含有该致冷剂的混合致冷剂，在使用这样的致冷剂时，特别是在高温中伴随化学稳定性下降，润滑性恶化，因此能够更有效地降低由于叶片在叶片槽内往复运动而产生的滑动损失。

工业上利用的可能性

如上所述，本发明的旋转式压缩机，由于能够减小输入损耗，因此能够适用于热水器用压缩机、空气压缩的用途中。

符号说明

1 密闭容器

2 定子

3 转子

4 轴

5 汽缸

6 汽缸室

7 主轴承

8 副轴承

9 活塞

9A 嵌合部

9B 内周面

9C 宽大部

9D 狭小部

10 叶片槽

11 叶片

11A 前端部

12 吸入室

13 压缩室

17 吸入端口

18 排出端口

19 排出消音室

41 偏心部

42 主轴部

43 副轴部

101 压缩机构部

102 电动机部

201 接点

202 接点

301 回避部

302 回避部

303 回避部

304 凹部

Claims

1.一种旋转式压缩机，其特征在于，具有：

汽缸；

与该汽缸的两个端面连结而形成汽缸室的主轴承和副轴承；

在所述主轴承与所述副轴承之间设置有偏心部的轴；

嵌合于所述轴的偏心部的活塞；

将所述汽缸室内分隔为吸入室和压缩室的叶片；和

叶片槽，其形成于所述汽缸，所述叶片在所述叶片槽往复运动，

将所述叶片的前端部与所述活塞自由摇动地嵌合连接，

在所述旋转式压缩机中，

使所述轴的偏心部的反偏心轴一侧的外周面从嵌入所述主轴承的主轴部的外周面和嵌入所述副轴承的副轴部的外周面凹陷，并且，在所述活塞的内周面和所述轴的偏心部设置有在将所述活塞组装于所述轴时所需的回避单元。

2.如权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于：

与所述轴的偏心部的端面滑动，以所述主轴承和所述副轴承中任一个的端面支撑作用于所述轴的推力荷重。

3.如权利要求1或2所述的旋转式压缩机，其特征在于：

所述回避单元以在所述活塞的内周面中的与所述轴的偏心部相对的滑动面切除所述汽缸室的吸入室一侧的方式形成。

4.如权利要求3所述的旋转式压缩机，其特征在于：

所述回避单元按照在所述活塞的内周面中的与所述轴的偏心部相对的滑动面，以所述叶片被最多地收纳于所述叶片槽的时刻的所述活塞的内周面与所述叶片的厚度方向的中心线的交点中的、靠近所述叶片的交点为基点，在所述轴的旋转方向上从30度的位置切除的方式形成。

5.如权利要求3或4所述的旋转式压缩机，其特征在于：

所述活塞配置为在水平面内一边摇动一边公转运动，以切除所述活塞的内周面中的与所述轴的偏心部相对的滑动面的上侧部分的方式形成。

6.如权利要求1至5中任一项所述的旋转式压缩机，其特征在于：

作为工作致冷剂，使用由以在碳与碳之间具有双键的氢氟烯烃作为基底成分的致冷剂构成的单一致冷剂或者含有该致冷剂的混合致冷剂。