CN103429900A - 环形体把持夹具及涡旋压缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在进行环形体的外周面加工和内周面加工时，能够提高加工精度的环形体把持夹具。在机械加工环形体（38A）的外周面和/或内周面时，把持该环形体的环形体把持夹具（80）包括：把持夹具主体（81），具有被加工机的卡盘固定的固定面（81A）；把持机构，在加工所述环形体的内周面时从所述把持夹具主体的把持面突出，在其前端具有从外侧按压该环形体（38A）的端面的爪部件（83）；被连结部（81D），连结有止动按压板的连结件，该按压板在所述环形体的外周面加工时按压该环形体的端面使其朝向所述把持夹具主体的把持面（81B）。

Description

环形体把持夹具及涡旋压缩装置

技术领域

本发明涉及一种机械加工环形体时的环形体把持夹具及涡旋压缩装置。

背景技术

目前，例如在涡旋压缩机等中，采用在其壳体内部经由间隔圈对定子进行支承的技术（例如参照专利文献1）。

该间隔圈一般为钢铁制的厚度薄的环形体，内周面和外周面的加工精度较为重要，如果不能确保内径和外径的同轴度，则在壳体内部不能以较高的精度支承定子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:（日本）特开2007-187049号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

例如，在对厚度薄的环形体进行外周面加工和内周面加工时，通常使加工机的卡盘使用夹具把持环形体以进行外周面加工（或者内周面加工），接着松开夹具，使加工机的卡盘使用其他夹具重新把持外周面加工后的环形体以进行内周面加工（或者外周面加工），从而存在难以确保环形体的内径与外径的同轴度的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种解除上述现有技术的问题，在进行环形体的外周面加工和内周面加工时，确保内径与外径的同轴度，从而能够提高加工精度的环形体把持夹具及涡旋压缩装置。

用于解决技术问题的技术方案

为了达到上述目的，本发明第一方面提供一种在机械加工环形体的外周面和/或内周面时把持该环形体的环形体把持夹具，其特征在于，包括：把持夹具主体，具有被加工机的卡盘固定的固定面；把持机构，在加工所述环形体的内周面时从所述把持夹具主体的把持面突出，在把持机构的前端具有从外侧按压该环形体的爪部件；被连结部，连结有止动按压板的连结件，所述按压板在加工所述环形体的外周面时按压所述环形体的端面使其朝向所述把持夹具主体的把持面。

在本发明中，因为具有在加工所述环形体的内周面时从所述把持夹具主体的把持面突出且在前端具有从外侧按压该环形体的端面的爪部件的把持机构部，所以能够利用该把持机构部把持环形体，从而进行环形体的内周面的加工，并且具有供止动在加工所述环形体的外周面时按压所述环形体的端面使其朝向所述把持夹具主体的把持面的按压板的连结件连结的被连结部，因此通过使该被连结部连结于连结件，能够经由按压板按压环形体的端面，在该状态下进行环形体的外周面的加工。

在本发明第二方面中，所述把持机构部还可以具有爪部件和将该爪部件连结于把持夹具主体的螺栓，在把持夹具主体的把持面上形成有与螺栓对应的内螺纹孔。

在本发明第三方面中，在所述按压板的外周部上可以形成有供爪部件的前端部自由嵌合的凹部。

在本发明第四方面中，在所述把持夹具主体把持所述环形体的状态下，能够切换利用所述把持机构部的把持和利用所述按压板的把持。

在该结构中，在所述把持夹具主体上经由所述把持机构部把持所述环形体并进行内周面的加工，之后不松开把持，在利用所述把持机构部把持的状态下，从所述把持机构部的把持切换到所述按压板的把持，之后撤去所述把持机构部，能够进行所述环形体的外周面的加工，因此无需重新把持环形体，从而能够确保内径与外径的同轴度。

在本发明第五方面中，在所述把持夹具主体把持所述环形体的状态下，切换从内周面的加工到外周面的加工或者外周面的加工到内周面的加工。

在该结构中，因为在不松开把持而把持环形体的状态下，能够切换从内周面的加工到外周面的加工，或者从外周面的加工到内周面的加工，所以无需重新把持环形体，从而能够确保内径与外径的同轴度。

另外，为了达到上述目的，本发明的另一特征在于，在壳体的内部收纳有压缩制冷剂的涡旋压缩机构及通过驱动轴与所述涡旋压缩机构连结并且驱动该涡旋压缩机构的驱动马达，所述涡旋压缩机经由主架支承于所述壳体，所述驱动马达的转子与所述驱动轴连结，该驱动轴经由轴承板支承于所述壳体，所述马达的定子在利用如本发明第一方面至第五方面中任一方面所述的环形体把持夹具加工形成之后支承于所述壳体。

发明效果

在本发明中，能够利用把持机构部把持环形体进行该环形体的内周面的加工，并通过连结件连结于被连接部，能够经由按压板按压环形体的端面，并在该状态下进行环形体的外周面加工，因此能够确保内径与外径的同轴度，以较高的精度进行加工。

附图说明

图1是表示涡旋压缩机的剖面图。

图2是表示本实施方式的环形体把持夹具的立体图。

图3是表示加工环形体内周面时的环形体把持夹具的立体图。

图4是表示加工环形体外周面时的环形体把持夹具的立体图。

图5（A）是表示与图3相对应的环形体把持夹具的剖面图，图5（B）是表示与图3相对应的环形体把持夹具的主视图。

图6（A）是表示与图4相对应的环形体把持夹具的剖面图，图6（B）是表示与图4相对应的环形体把持夹具的主视图。

具体实施方式

以下基于附图说明本发明的一实施方式。

图1表示涡旋压缩装置。

1是内部为高压的涡旋压缩装置，该压缩机1是与使制冷剂循环以进行制冷循环运转工作的未图示的制冷剂回路连接压缩制冷剂的装置。该压缩机1具有纵长的圆筒状密封圆顶型壳体3。

该壳体3由壳主体5、上盖7与下盖9构成为压力容器，且壳体3的内部为空洞。其中壳主体5是具有沿上下方向延伸的轴线的圆筒状主体部；上盖7在壳主体5的上端部上通过焊接气密且一体地接合，具有向上方突出的凸面，呈碗状；下盖9在壳主体5的下端部上通过焊接气密且一体地接合，具有向下方突出的凸面，呈碗状。在壳体3的外周面设置有端子罩52，在该端子罩52的内部具有向后述的定子37提供电源的电源供给端子53。

在壳体3的内部收纳有压缩制冷剂的涡旋压缩机构11和配置于该涡旋压缩机构11的下方的驱动马达13。这些涡旋压缩机构11与驱动马达13经由在壳体3内沿上下方向延伸配置的驱动轴15连结。

另外，在这些涡旋压缩机构11与驱动马达13之间形成有间隙空间17。

在壳体3的内部上方收纳有主架21，在该主架21的中央形成有向心轴承部28和轴套收纳部26。向心轴承部28用于轴支撑驱动轴15的前端（上端）侧，形成为从该主架21的一侧的面（下侧的面）的中央向下方突出。轴套收纳部26用于收纳后述的动涡旋盘25的轴套25C，形成为从主架21另一侧的面（上侧的面）的中央向下方凹陷。在驱动轴15的前端（上端）形成有偏心轴部15A。该偏心轴部15A被设置为其中心偏心于驱动轴15的轴心，并且经由旋转轴承24以能够旋转驱动的方式插入轴套25C。

上述涡旋压缩机构11由定涡旋盘23和动涡旋盘25构成。该定涡旋盘23紧贴配置于主架21的上表面。主架21安装于壳主体5的内表面，定涡旋盘23经由螺钉34连结固定于主架21。动涡旋盘25与定涡旋盘23啮合，配置于在定涡旋盘23与主架21之间形成的摆动空间12内。壳体3内部被划分为主架21下方的高压空间27和主架21上方的排出空间29。各空间27,29经由在主架21和定涡旋盘23的外周纵向延伸形成的纵槽71连通。

在壳体3的上盖7上被气密地贯穿固定有将制冷剂回路的制冷剂导入涡旋压缩机构11的吸入管31。另外，在壳主体5上被气密地贯穿固定有将壳体3内的制冷剂排出到壳体3外的排出管33。吸入管31在排出空间29内沿上下方向延伸，吸入管31的内端部贯穿涡旋压缩机构11的定涡旋盘23并与压缩室35连通，利用该吸入管31向压缩室35内吸入制冷剂。

驱动马达（DC驱动马达）13是接受直流电的输入而驱动的DC（直流）马达，包括环状的定子37和以旋转自由的方式构成在该定子37的内侧的转子39。驱动马达13利用接受一定的输入电压对脉冲波的占空比即输出脉冲波的周期与输出时的脉冲宽度进行控制的PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）逆变器控制转矩而被驱动。

在转子39上经由驱动轴15驱动地连结有涡旋压缩机构11的动涡旋盘25。定子37由定子铁芯37A和定子线圈18构成。定子铁芯37A将较薄的铁板重叠形成，在内部具有省略图示的多个槽。定子线圈18将多相定子绕组卷绕形成，嵌入形成于定子铁芯37A内部的槽内，设置在定子铁芯37A的上面和下面。定子线圈18收纳于绝缘体19的内部。定子线圈18经由未图示的导线与电源供给端子53连接。

转子39由铁素体磁铁或钕磁铁形成，通过充磁而被磁化。作为使转子39磁化的方法，有将转子39内插到定子37之后，向形成定子37的定子线圈18的定子绕组导通电流而充磁的绕组充磁方法，以及使用外部充磁装置对转子39充磁之后将转子39内插于定子37的外部充磁方法。在驱动轴15的内部压入有进行转子39的绕组充磁时用于转子39的定位的保持件（销保持件）58。

定子37利用环状间隔圈38支承于壳体3的内壁面。间隔圈38通过热装固定在壳体3的内壁面上，定子37通过热装固定在间隔圈38的内壁面上。间隔圈38的上端面设置于定子37的上端面的下方。

在驱动马达13的下方具有轴承板8，该轴承板8供驱动轴15的下端部嵌入并支承驱动轴15的下端部能够使该驱动轴15旋转。轴承板8包括形成为圆筒状的供驱动轴15嵌入的轴套部8A以及大致等间隔地设置于该轴套部8A的圆周并朝向四个方向延伸且固定于壳主体5的小臂部8B。即，驱动轴15利用轴承板8支承于壳体3。轴承板8具有形成于各小臂部8B之间且连通上下空间的开口部8E。

如图1所示，轴承板8下方的下部空间（储油部）40保持为高压，在与其下端部相当的下盖9的内底部存留有油。在轴承板8与储油部40之间，具有固定于轴承板8的环状板59。另外，在环状板59的上方设置有支承于环状板59的阻流板14。阻流板14例如具有多个细孔14D，例如由薄板状的冲孔金属板制成。

驱动轴15内形成有作为高压油供给机构的一部分的供油路41，该供油路41在驱动轴15的内部沿上下方向延伸，与动涡旋盘25的背面的油室43连通。该供油路41与设置于驱动轴15的下端的拾油器45连结。在该拾油器45的里侧设置有沿着驱动轴15的径向延伸并贯穿供油路41的横孔57。该横孔57内压入有上述保持件58。拾油器45在转子39充磁后被压入驱动轴15。

拾油器45具有设置于下端的吸入口42和形成于该吸入口42上方的叶片（パドル）44。拾油器45的下端浸渍在储存于储油部40的润滑油中，该供油路41的吸入口42向润滑油内开口。在驱动轴15旋转时，储存于储油部40的润滑油从拾油器45的吸入口42进入到供油路41，沿着该供油路41的叶片44被汲至上方。之后，被汲上来的润滑油通过供油路41被供给到向心轴承部28和旋转轴承24等涡旋压缩机构11的各滑动部分。接着，润滑油通过供油路41被供给到动涡旋盘25背面的油室43并从该油室43经由设置于动涡旋盘25的通路51被供给到压缩室35。

在主架21上形成有回油路47，该回油路47从轴套收纳部26沿径向贯穿主架21并向纵槽71开口。在通过供油路41供给到涡旋压缩机构11的各滑动部分及压缩室35的润滑油中的过量润滑油经由该回油路47回到储油部40。在回油路47的下方设有集油部46。集油部46延伸至间隔圈38的上端附近。在定子37的外周面形成有多个从定子37的上面形成到下面的切口54。经由回油路47和集油部46从供油路41返回的润滑油经由该缺口54及轴承板8的各小臂部8B之间返回到储油部40。需要说明的是，在图1的剖面图中，为便于说明，排出管33用虚线表示，排出管33和集油部46被错开相位配置。

定涡旋盘23由端板23A和形成于该端板23A的下表面的旋涡状（渐开线状）的涡旋齿23B构成。另一方面，动涡旋盘25由端板25A和形成于该端板25A上表面的旋涡状（渐开线状）的涡旋齿25B构成。该定涡旋盘23的涡旋齿23B和动涡旋盘25的涡旋齿25B彼此啮合，由此在定涡旋盘23和动涡旋盘25之间，由两个涡旋齿23B，25B形成多个压缩室35。

动涡旋盘25经由欧式环61支承于定涡旋盘23，在动涡旋盘25的端板25A的下表面的中心部突出地设置有有底圆筒状的轴套25C。另一方面，在驱动轴15的上端设置有偏心轴部15A，该偏心轴部15A以能够转动的方式嵌入动涡旋盘25的轴套25C。

并且，在驱动轴15上，在主架21的下侧设置有配重部（上平衡件）63，在转子39的下部设置有下平衡件77。驱动轴15利用这些上平衡件63和下平衡件77与动涡旋盘25和偏心轴部15A等保持动态平衡。驱动轴15在与上平衡件63及下平衡件77保持重量的平衡的同时旋转，从而使动涡旋盘25绕驱动轴15公转。伴随着该动涡旋盘25的公转，压缩室35通过两涡旋齿23B，25B之间的容积朝向中心收缩而压缩被吸入管31吸入的制冷剂。另外，在下平衡件77的下表面设置有与转子39和下平衡件77一体地铆接的限制板55。限制板55在对转子39进行绕组充磁时限制转子39的旋转。

在主架21的下侧，为了包围上平衡件63的周围，用螺栓49固定有杯部48。杯部48防止从主架21与驱动轴15之间的间隙泄露出的润滑油因上平衡件63的旋转而飞散到排出管侧。

在定涡旋盘23的中央部设置有排出孔73，从该排出孔73排出的气体制冷剂经由排出阀75被排出到排出空间29，经由设置于主架21与定涡旋盘23的各外周的纵槽71，流到主架21下方的高压空间27，该高压制冷剂经由设置于壳主体5的排出管33排出到壳体3外。

如上所述，定子37经由环状的间隔圈38支承于壳体3的内壁面。间隔圈38通过热装固定在壳体3的内壁面上，定子37通过热装固定在间隔圈38的内壁面上。间隔圈38是厚度薄的环形体38A（参照图5和图6），在制造该环形体38A时，利用加工机对预先粗加工的环形体38A的外周面和内周面进行精加工。

在本实施方式中，在精加工阶段对经由夹具把持在加工机的卡盘上的环形体38A的外周面进行加工完后，不解除对该环形体38A的把持而利用同一个夹具把持环形体38A加工其内周面。

图2表示本实施方式的环形体把持夹具，图3表示加工环形体38A的内周面时的环形体把持夹具，图4表示加工环形体38A的外周面时的环形体把持夹具。

如图2～图4所示，环形体把持夹具80具有实心圆盘状的把持夹具主体81，该把持夹具主体81固定于加工机150的卡盘151。卡盘151在周向上以120°的等间隔被配置，通过在径向上移动而把持把持夹具主体81的外周面。

图5表示与图3相对应的加工环形体38A内周面时的环形体把持夹具。如图5A和图5B所示，把持夹具主体81具有被加工机的卡盘151固定的固定面81A，在其相反侧的把持面81B上，沿周向以90°的等间隔形成有四个内螺纹孔81C。

在内螺纹孔81C上连接有从把持面81B突出的螺栓82，在螺栓82的前端配置有从外侧按压环形体38A的端面的爪部件83和支承销84。支承销84的基端拧入爪部件83的外端，而支承销84的前端自由地抵接于把持面81B。内螺纹孔81C、螺栓82、爪部件83、支承销84等构成把持机构部。

该把持机构部是在加工环形体38A的内周面时安装于把持夹具主体81的把持面81B的把持机构部。

如图5A所示，在被加工机的卡盘151固定的把持夹具主体81的把持面81B上，首先紧贴环形体38A，在环形体38A的端面上配置爪部件83，在爪部件83的外端配置支承销84的状态下拧入螺栓82，从而按压环形体38A的端面，在把持面81B与爪部件83之间夹持环形体38A。当把所有的螺栓82都拧入四个爪部件83中时，环形体38A被牢固地夹持。

此时，该爪部件83的内端未与环形体38A的内径相接，在将加工机的加工工具沿着箭头A的方向插入之后，将该工具沿着箭头B的方向进给而对内周面进行内径加工。

图6表示与图4相对应的加工环形体38A的外周面时的环形体把持夹具。如图6A和图6B所示，把持夹具主体81具有被加工机的卡盘151固定的固定面81A，在其相反侧的把持面81B的中央形成有内螺纹孔（被连结部）81D

内螺纹孔81D内连接有螺栓85，螺栓85构成用于止动按压板87的连结件，该按压板87按压环形体38A的端面使其朝向把持夹具主体81的把持面81B。按压板87是在加工环形体38A的外周面时用于将环形体38A向把持夹具主体81的把持面81B按压的部件，其外径比环形体38A的外径小，在其外周部上，沿周向以90°的等间隔形成有四个半圆弧状的凹部87A，该凹部87A上，如后文所述，自如地嵌合有上述爪部件83的前端部83A。在利用按压板87把持环形体38A时，加工机的加工工具沿着箭头A的方向移动，并将该工具沿着箭头B的方向进给而对外周面进行外径加工。

在本实施方式中，在把持夹具主体81上把持环形体38A的状态下，能够切换把持机构部的把持即如图5所示的利用内螺纹孔81C、螺栓82、爪部件83、支承销84等的把持和图6所示的利用押压板87的把持。

例如，在精加工间隔圈38的阶段，先进行环形体38A的内径加工，接着进行外径加工，在该情况下，首先如图5所示，利用内螺纹孔81C、螺栓82、爪部件83、支承销84等把持环形体38A，沿着箭头A方向插入加工工具之后，将该工具沿着箭头B的方向进给而对环形体38A的内周面进行内径加工。

接着，在如图5所示保持环形体38A的把持状态下，如图6所示，以使凹部87A与内螺纹孔81C相对的方式略微调节按压板87，使该按压板87与环形体38A的端面紧贴。接着，配置爪部件83使爪部件83的前端部83A位于按压板87的外周部的凹部87A并利用螺栓82固定该爪部件83，从而把持环形体38A。之后，为了对环形体38A进行外径加工，撤去图5的把持机构部，即在图6所示的把持状态下，将加工机的加工工具沿着箭头A的方向移动，再将该工具沿着箭头B的方向进给而对外周面进行外径加工。

在本实施方式中，将环形体38A把持在把持夹具主体81上的状态下，能够切换图5的把持机构部的把持和如图6所示的按压板87的把持，所以无需像现有技术那样使用其他夹具重新把持环形体38A，从而不会有重新把持环形体38A时产生的位置偏移，能够确保环形体38A的内径与外径的同轴度，消除了芯精度的偏差，从而能够制造出高精度的环形体38A。因此，能够利用间隔圈38在壳体内部高精度地支承定子37。

以上基于一实施方式说明了本发明，但是本发明不限于此。在本实施方式中说明了涡旋压缩机的间隔圈38的制造，但是本发明不限于间隔圈38，作为一般的机械元件，特别适用于厚度薄的所有环形体的制造。另外，在上述说明中，说明了从图5的内周面加工到图6的外周面加工的顺序，但是与此相反的从图6的外周面加工到图5的内周面加工的顺序也同样能够容易地确保内径和外径的同轴度。

符号说明

38    间隔圈

38A   环形体

80    环形体把持夹具

81    把持夹具主体

81A   固定面

81B   把持面

81C   内螺纹孔

81D   内螺纹孔（被连结部）

82    螺栓（把持机构部）

83    爪部件（把持机构部）

83A   前端部

84    支承销（把持机构部）

85    螺栓（连结件）

87    按压板

87A   凹部

150   加工机

151   卡盘

Claims (6)

1.一种环形体把持夹具，在机械加工该环形体的外周面和/或内周面时把持该环形体，其特征在于，包括：

把持夹具主体，具有被加工机的卡盘固定的固定面；

把持机构部，在加工所述环形体的内周面时从所述把持夹具主体的把持面突出，在该把持机构部的前端具有从外侧按压该环形体的端面的爪部件；

被连结部，连结有止动按压板的连结件，所述按压板在加工所述环形体的外周面时推压该环形体的端面使其朝向所述把持夹具主体的把持面。

2.如权利要求1所述的环形体把持夹具，其特征在于，所述把持机构部具有所述爪部件和将所述爪部件连结到所述把持夹具主体的螺栓，在所述把持夹具主体的把持面上形成有与所述螺栓对应的内螺纹孔。

3.如权利要求1或2所述的环形体把持夹具，其特征在于，在所述按压板的外周部上形成有供所述爪部件的前端部自由嵌合的凹部。

4.如权利按要求1至3中任一项所述的环形体把持夹具，其特征在于，

在所述把持夹具主体把持所述环形体的状态下，能够切换利用所述把持机构部的把持和利用所述按压板的把持。

5.如权利要求1至3中任一项所述的环形体把持夹具，其特征在于，在所述把持夹具主体把持所述环形体的状态下，能够切换从内周面的加工向外周面的加工或从外周面的加工向内周面的加工。

6.一种涡旋压缩装置，其特征在于，

在壳体内部收纳有压缩制冷剂的涡旋压缩机构及通过驱动轴与所述涡旋压缩机构连结并驱动该涡旋压缩机构的驱动马达，所述涡旋压缩机构经由主架支承于所述壳体，在所述驱动马达的转子上连结有所述驱动轴，该驱动轴经由轴承板支承于所述壳体，所述马达的定子在利用如权利要求1至5中任一项所述的环形体把持夹具加工形成之后支承于所述壳体。

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