CN104081062B

CN104081062B - 压缩机

Info

Publication number: CN104081062B
Application number: CN201380007534.0A
Authority: CN
Inventors: 冈田德幸; 黑崎光; 平田直树; 林晃; 吉田悟; 吉宗彻
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: WO2013125649A1; JP2014198999A; CN104081062A; EP2818728B1; US10670031B2; EP2818728A1; EP2818728A4; US20150037147A1

Abstract

本发明的压缩机具备：圆筒状的外壳；套件(3)，其具有筒状的静止构件以及收容于该静止构件的旋转件，且该套件(3)插入到所述外壳的内部；以及滚子(11)，其在将该套件(3)沿着轴线方向插入到所述外壳内部时支承所述套件(3)并且在所述外壳的内周面上滚动，所述滚子(11)的外周面(23)以滚子(11)的沿着旋转轴(21)的端侧的曲率半径比中央的曲率半径小的方式形成为连续的凸曲面。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及对流体进行压缩的压缩机。

本申请基于2012年2月23日在日本申请的特愿2012-037722号而主张优先权，并在此援引其内容。

背景技术

在现有的压缩机中，存在将外观呈圆筒状的套件(bundle)(压缩机套件)插入到圆筒状的外壳(车厢)的内部而构成的压缩机(例如，参照专利文献1)，该套件通过将旋转件、动叶片以及静叶片组装到圆筒状的壳体(套件壳体)内部而构成。

通过将套件从设置在外壳的轴线方向上的一端侧的开口部沿着轴线方向插入到外壳内，由此组装此类压缩机。一直以来，在套件的铅垂方向下部设置有在将套件插入到外壳内时支承套件的重量并在外壳的内周面上沿着轴线方向滚动的滚子，以便能够顺畅地进行该套件的插入。

因此，在将套件插入到外壳内时，滚子的外周面利用套件的重量被按压在外壳的内周面上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-220307号公报

发明概要

发明要解决的课题

然而，在滚子的外周面被按压在外壳的内周面上的状态下，在滚子的外周面之中，滚子的沿着旋转轴的端侧比中央更容易被强力按压。换言之，容易产生所谓的部分接触(日文：片当たり)，即，滚子的沿着旋转轴的端侧的将滚子的外周面按压于外壳内周面的表面压力(赫兹表面压力)比中央的将滚子的外周面按压于外壳内周面的表面压力(赫兹表面压力)高。

尤其是近年来的压缩机要求大型化以及高压化，伴随于此，套件的重量趋于增加。因此，若产生所述部分接触，则在外壳的内周面产生按压滚子后留下的痕迹(压痕)，存在有损于气密性等、压缩机的质量降低这样的问题。

需要说明的是，作为缓和前述的表面压力的不均的普通方法，考虑将滚子的径向尺寸设定为较大。然而，在压缩机中，为了防止压缩流体的渗漏而将套件与外壳的内周面之间的间隙设定为非常窄。另外，虽然滚子有时也以埋入套件的方式配置，但在该情况下，埋入部附近的套件的壁厚因滚子直径以及套件直径而受到限制，存在发生套件的强度不足的可能性。因此，滚子的径向尺寸必须尽量抑制为较小。

发明内容

本发明的目的在于提供能够防止滚子相对于外壳内周面的部分接触从而防止压缩机的质量降低的压缩机。

解决方案

本发明的压缩机具备：圆筒状的外壳；套件，其具有筒状的静止构件以及收容于该静止构件的旋转件，且该套件插入到所述外壳的内部；以及滚子，其在将该套件沿着轴线方向插入到所述外壳内部时支承所述套件并且在所述外壳的内周面上滚动，所述滚子的外周面以如下方式形成为连续的凸曲面，即，至少在所述滚子的外周面抵接于所述外壳的内周面的状态下，滚子的沿着旋转轴的端侧的曲率半径比中央的曲率半径小。

根据所述压缩机，由于滚子的外周面形成为沿着滚子的旋转轴的凸曲面(凸起形状)，因此能够使滚子的外周面沿着外壳的内周面抵接。其结果是，能够抑制滚子的沿着旋转轴的表面压力的不均增大。换言之，能够实现滚子的沿着旋转轴的表面压力的分布的均匀化。

并且，形成于凸曲面的滚子的外周面中的、滚子的旋转轴方向的端侧的曲率半径设定为比滚子的旋转轴方向的中央的曲率半径小。其结果是，能够可靠地防止滚子的旋转轴方向的端侧的范围内的表面压力比中央的范围内的表面压力高，即，能够防止发生部分接触。

此外，由于凸曲面从滚子的外周面的中央朝向端侧连续地形成，因此换言之，凸曲面形成为滚子的外周面从中央朝向端侧圆滑地连接的曲面。因此，假设套件的曲率中心相对于外壳的轴线偏移等，即使滚子的外周面的与外壳的内周面强力抵接的位置从中央偏向端侧，也能够抑制外周面的中央与端侧之间的表面压力比其他部分的表面压力大很多的情况。

并且，在所述压缩机中，也可以是，所述滚子的外周面具备：中央曲面部，其沿着所述旋转轴而在中央的范围内形成为与所述外壳的内周面的曲率半径对应的曲率半径；以及端侧曲面部，其位于该中央曲面部的两端侧，且该端侧曲面部的曲率半径设定得比该中央曲面部的曲率半径小。

根据所述压缩机，由于中央曲面部的曲率半径与外壳的内周面的曲率半径对应，因此在中央曲面部的曲率中心与外壳的内周面的轴线一致的状态下，仅中央曲面部抵接于外壳的内周面，曲率半径比中央曲面部小的端侧曲面部不抵接于内周面。因此，能够可靠地防止滚子的部分接触。

此外，在该状态下，由于中央曲面部被均等地按压于外壳的内周面，因此能够抑制滚子的沿着旋转轴的表面压力的不均增大。换言之，能够实现滚子的沿着旋转轴的表面压力的分布的均匀化。

并且，假设套件的曲率中心相对于外壳的轴线偏移等，即使滚子的外周面的与外壳的内周面强力抵接的位置从中央曲面部偏向端侧曲面部侧，由于中央曲面部与端侧曲面部圆滑地连接，因此也能够抑制中央曲面部与端侧曲面部之间的表面压力比其他部分的表面压力大很多的情况。

此外，假设套件的曲率中心相对于外壳的轴线偏移等，即使滚子的端侧曲面部被按压于外壳的内周面，由于端侧曲面部的曲率半径被设定得比中央曲面部小，因此也能够可靠地防止端侧曲面部的表面压力比中央曲面部的表面压力高，即，能够可靠地防止滚子发生部分接触。

另外，在所述压缩机中，也可以是，在所述滚子配置在所述外壳的内周面中从铅垂方向下端沿着所述内周面的周向错开的位置处的情况下，位于铅垂方向的下侧的所述端侧曲面部的曲率半径比位于上侧的所述端侧曲面部的曲率半径小。

在以滚子的旋转轴相对于水平面倾斜方式使滚子抵接于外壳的内周面的状态下，滚子的外周面的与外壳的内周面强力抵接的位置容易因套件的重量而从中央曲面部偏向位于铅垂方向的下侧的一方的端侧曲面部侧。

因此，如以上结构所示，通过将一方的端侧曲面部的曲率半径设定得比位于铅垂方向的上侧的另一方的端侧曲面部小，能够可靠地防止在比中央靠铅垂方向下侧的端侧发生部分接触。

此外，在所述压缩机中，在所述滚子的沿着所述旋转轴的端侧的范围内形成有从端面向旋转轴方向延伸的孔。

另外，在所述压缩机中，也可以是，所述孔形成为以所述旋转轴为中心的环状。

根据形成有所述孔的所述结构，假设套件的曲率中心相对于外壳的轴线偏移等，即使滚子的外周面的端侧的范围被按压于外壳的内周面，所述孔在滚子的径向上缩小，也能够使端侧的范围向滚子的径向内侧变形。需要说明的是，若所述孔形成为环状，则能够更容易地使端侧的范围向径向内侧变形。

滚子的旋转轴方向的端侧的范围的曲率半径因该变形而比中央的范围的曲率半径小，能够将端侧的范围的表面压力抑制为比中央的范围的表面压力小，能够防止发生部分接触。

此外，在所述压缩机中，也可以是，所述孔的剖面形成为随着从所述端面朝向所述孔的延伸方向而变窄，呈V字状。

此外，在所述压缩机中，也可以是，所述滚子具备：滚子主体，其由硬度比所述外壳低的材料构成；以及旋转轴，其贯穿所述滚子主体地设置且由强度比所述滚子主体高的材料构成。

此外，在所述压缩机中，也可以是，所述滚子主体通过热装而固定在所述旋转轴上。

发明效果

根据本发明，能够防止滚子与外壳的内周面之间的部分接触等，能够抑制滚子的沿着旋转轴的表面压力的不均增大。因此，能够防止在外壳的内周面产生压痕，从而能够抑制压缩机的质量降低。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的压缩机的简要剖视图。

图2是图1的A-A向视的剖视图。

图3是在图1的压缩机中放大示出滚子的简要剖视图。

图4A是示出图1以及2所示的压缩机的组装方法的简要剖视图。

图4B是示出图1以及2所示的压缩机的组装方法的简要剖视图。

图4C是示出图1以及2所示的压缩机的组装方法的简要剖视图。

图5是示出构成本发明的第二实施方式的压缩机的滚子的一例的简要剖视图。

图6是示出图5所示的滚子的变形例的简要剖视图。

图7是示出构成本发明的第三实施方式的压缩机的滚子的一例的简要剖视图。

图8A是例示形成于图7的滚子主体的有底孔的形状的图7的B-B向视剖视图，且是示出有底孔的第一例且例示从端面侧观察图7所示的滚子主体时的孔的形状的图。

图8B是例示形成于图7的滚子主体的有底孔的形状的图7的B-B向视剖视图，且是示出有底孔的第二例且例示从端面侧观察图7所示的滚子主体时的孔的形状的图。

图9是示出构成本发明的第四实施方式的压缩机的滚子的一例的简要剖视图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照图1～4对本发明的第一实施方式进行说明。

如图1所示，本发明的实施方式的压缩机1是轴流型或者离心型的压缩机，具备圆筒状的外壳2和插入到外壳2内的套件3。

外壳2的轴线C1方向的一端(图1的左侧)作为形成用于插入套件3的入口的开口部2a而较大地开口。即，后述的套件3从外壳2的一端朝向另一端插入。

在该外壳2的外周部突出地设置有多个(图示例中为三个)吸入喷嘴4以及一个排出喷嘴5。上述吸入喷嘴4以及一个排出喷嘴5以如下方式设置，即，与设置于外壳2的未图示的支脚构件等一起使外壳2相对于设置面G而位于规定的高度并且使外壳2的轴线C1成为水平。

套件3通过将旋转件8以旋转自如的方式设置在外观形成为圆筒状的静止构件7的内部而构成。需要说明的是，例如在压缩机1为轴流型的情况下，静止构件7通过将静叶片设置在圆筒状的套件外壳内而构成，旋转件8通过将动叶片设置于轴体而构成。

在该套件3的插入方向上的前端部以及后端部形成有阶梯差状的嵌合外径部3D、3E。上述嵌合外径部3D、3E分别紧密地嵌合于设置在外壳2的前端部(一端部)以及后端部(另一端部)的嵌合内径部2D、2E的内周部。利用该嵌合以使套件3的轴线与外壳2的轴线C1一致的方式对套件3进行定位。

另外，在套件3的外周部形成有多个气密肋部3g，在上述气密肋部3g与外壳2的内周面2b之间设定有微小的间隙。

并且，如图1、2所示，在套件3的前端附近下部设置有左右一对滚子11。上述滚子11在将套件3插入到外壳2内时一边支承套件3的重量一边抵接于外壳2的内周面2b而进行滚动。

一对滚子11配置在从套件3、外壳2的铅垂方向的下端沿着套件3、外壳2的周向而朝向相互相反的方向错开规定角度θ的位置。

需要说明的是，该角度θ考虑到套件3、吸入喷嘴4以及排出喷嘴5的配置而确定，例如设定为35度。

在外壳2的前端附近下部形成有从内周面2b向径向外侧陷入的呈环状且呈槽状的陷入部2c。

对于该陷入部2c如图1所示，在套件3完全插入到外壳2内而被定位的状态下，前述的滚子11位于陷入部2c的范围内，由此切断滚子11与外壳2的内周面2b之间的接触。即，在图1所示的状态下，形成滚子11不与外壳2的内周面2b抵接而浮在空中的状态。

此外，在外壳2的后端附近形成有从内周面2b凹陷的嵌合槽3f，锁定环9嵌合于该嵌合槽3f。该锁定环9发挥在套件3完全插入到外壳2内的位置处限制套件3相对于外壳2而在轴线C1方向上移动的作用，并且还发挥作为防止压缩流体从外壳2的内周面2b(嵌合内径部2E)与套件3(嵌合外径部3E)的外周面之间漏出的密封构件的作用。

需要说明的是，如上构成的外壳2中的、供滚子11滚动的范围的内周面2b的内径尺寸可以沿着轴线C1而设定为相同，但也可以设定为例如随着从外壳2的开口部2a朝向插入方向而逐渐变小，以便容易地将套件3插入到外壳2内。

在大致如上构成的压缩机1中，旋转件8被未图示的电动机等驱动而高速旋转，由此流体从吸入喷嘴4被导入到套件3的内部，该流体在被阶段性地压缩后从排出喷嘴5排出到套件3的外部。

接下来，对本实施方式的特征部分即滚子11的构造进行详细说明。

如图2以及3所示，滚子11安装于在套件3的前端附近下部固定的托架12，具备旋转轴21和大致圆筒状的滚子主体22。

旋转轴21的两端安装于在托架12上固定的轴承25。该旋转轴21由杨氏模量大的材料(例如铁系材料等)形成，以便能够支承套件3的重量。

滚子主体22是抵接于外壳2的内周面2b的部分，且通过热装等嵌合在旋转轴21的外周部，由此与旋转轴21固定为一体。该滚子主体22由杨氏模量与旋转轴21、外壳2小的材料形成。作为这样的滚子主体22的材料的具体例，能够列举出铜类材料，但在压缩机1所使用的流体例如是腐蚀性气体的情况下，更优选耐腐蚀性高的材料(例如，灰铸铁(FC)、球墨铸铁(FCD)等)。

抵接于外壳2的内周面2b的滚子主体22的外周面23形成为其旋转轴方向中央部向径向外侧鼓出的凸曲面(凸起形状)，且设定为与旋转轴21方向上的两端侧的曲率半径比中央的曲率半径小。另外，凸曲面从滚子主体22的外周面23的中央朝向端侧连续地形成。

具体说明的话，滚子主体22的外周面23包括：中央曲面部23a，其在沿着旋转轴21的中央的范围内形成为与外壳2的内周面2b的曲率半径对应的曲率半径R2；以及一对端侧曲面部23b，其位于中央曲面部23a的两端侧，且曲率半径比中央曲面部23a小。

中央曲面部23a至少在中央曲面部23a的曲率中心C2(以及套件3的曲率中心)位于外壳2的轴线C1上的状态下在以曲率中心C2为中心的周向上与外壳2的内周面2b接触。

需要说明的是，中央曲面部23a的曲率半径R2例如可以设定为与外壳2的内周面2b的曲率半径相同，但也可以设定为在滚子主体22因套件3的重量而弹性变形的状态下，中央曲面部23a在以曲率中心C2为中心的周向上与外壳2的内周面2b接触。即，中央曲面部23a的曲率半径R2例如也可以设定为在滚子主体22不与外壳2的内周面2b接触的状态下比该内周面2b的曲率半径略小。

中央曲面部23a的沿着旋转轴21的宽度尺寸L1(以下称作有效宽度L1。)设定为，当中央曲面部23a在以曲率中心C2为中心的周向上与外壳2的内周面2b接触时，将中央曲面部23a按压于外壳2的内周面2b的表面压力在允许值(在外壳2的内周面2b是否产生滚子11的压痕的边界值)以下。

端侧曲面部23b的曲率半径R3、沿着旋转轴21的宽度尺寸设定为，当中央曲面部23a在以曲率中心C2为中心的周向上与外壳2的内周面2b接触时，端侧曲面部23b不与外壳2的内周面2b接触。

另外，端侧曲面部23b的曲率半径R3、沿着旋转轴21的宽度尺寸设定为，即使在与外壳2的内周面2b强力抵接的滚子主体22的外周面23的位置因中央曲面部23a的曲率中心C2(以及套件3的曲率中心)偏离外壳2的轴线C1而从中央曲面部23a偏向端侧曲面部23b侧的情况下，端侧曲面部23b与滚子主体22的旋转轴21方向的端面24所形成的角部也不与外壳2的内周面2b接触。

需要说明的是，作为中央曲面部23a的曲率中心C2偏离外壳2的轴线C1的重要因素，例如能够列举出大型的压缩机1的制造误差(例如压缩机1的构成构件的加工误差、套件3相对于外壳2的组装误差等)、外壳2的内周面2b的内径尺寸(曲率半径)如前所述沿着轴线C1发生变化。

另外，与外壳2的内周面2b强力抵接的滚子主体22的外周面23的位置从中央曲面部23a偏向端侧曲面部23b侧的现象存在两种，一种是，仅位于比中央曲面部23a靠铅垂方向下侧的端侧曲面部23b因套件3的重量等而强力抵接于内周面2b的情况；另一种是，外壳2的内周面2b的曲率半径变化而比中央曲面部23a的曲率半径小，从而中央曲面部23a的两侧的端侧曲面部23b均强力抵接于内周面2b的情况。

并且，对于端侧曲面部23b，端侧曲面部23b的曲率中心C3设定为位于连接以中央曲面部23a的曲率中心C2为中心的周向的端部与曲率中心C2的假想线段L2上，以使得端侧曲面部23b形成为沿着旋转轴21而从中央曲面部23a连续的曲面，换言之，以使得中央曲面部23a与端侧曲面部23b圆滑地连接。

需要说明的是，一对端侧曲面部23b的曲率半径R3虽也可以设定为相同，但在如本实施方式以旋转轴21相对于水平面倾斜的方式使滚子11抵接于外壳2的内周面2b的情况下，更优选将位于铅垂方向的下侧的一方的端侧曲面部23b1的曲率半径R31设定为比位于上侧的另一方的端侧曲面部23b2的曲率半径R32小。

接下来，对于如上述那样构成的压缩机1，参照图4A～图4C对将套件3插入到外壳2内的顺序进行说明。

在将套件3插入到外壳2内的情况下，预先如图4A所示将套件3配置在载置台31的上表面31b上，在此基础上将套件3以及载置台31配置在外壳2的开口部2a侧。

需要说明的是，载置台31的上表面31b形成为与外壳2的内周面2b的下端部相同的形状，并且设定为与内周面2b的下端部一致的高度。由此，能够使套件3的滚子11在载置台31的上表面31b上沿着插入方向滚动。另外，在载置台31上设置有用于支承套件3的插入方向的两侧部的支承部32，支承部32防止套件3相对于外壳2的开口部2a向侧方偏移。

并且，如图4B所示，在利用台车33支承套件3的后端部的状态下向外壳2插入套件3。在进行该插入时，套件3的前端部的重量由滚子11支承，因此能够顺畅地将套件3插入到外壳2内。

之后，如图4C所示，套件3的前端部的嵌合外径部3D嵌合于外壳2的前端部的嵌合内径部2D，并且套件3的后端部的嵌合外径部3E嵌合于外壳2的后端部的嵌合内径部2E，从而套件3被完全收容到外壳2内。需要说明的是，通过形成该收容状态，滚子11位于陷入部2c的范围内并离开外壳2的内周面2b。

最后，除去载置台31、台车33，另外，通过装配锁定环9，压缩机1的组装结束，压缩机1能够运转。

如以上说明那样，根据本实施方式的压缩机1，在构成滚子11的外周面23的中央曲面部23a的曲率中心C2位于外壳2的轴线C1上的状态下，仅滚子主体22的外周面23中的中央曲面部23a抵接于外壳2的内周面2b，端侧曲面部23b不抵接于内周面2b。换言之，能够防止滚子11相对于外壳2的内周面2b的部分接触。

此外，在该状态下，由于中央曲面部23a在以曲率中心C2为中心的周向上抵接于外壳2的内周面2b，因此中央曲面部23a被均等地按压于外壳2的内周面2b，能够抑制沿着旋转轴21的表面压力的不均增大。换言之，能够实现滚子11的沿着旋转轴21的表面压力的分布的均匀化。

并且，假设中央曲面部23a的曲率中心C2(或套件3的曲率中心)相对于外壳2的轴线C1偏移等，即使与外壳2的内周面2b强力抵接的滚子11的外周面23的位置从中央曲面部23a偏向端侧曲面部23b侧，由于中央曲面部23a与端侧曲面部23b圆滑地连接，因此也能够抑制中央曲面部23a与端侧曲面部23b之间的表面压力比其他部分的表面压力大很多的情况。

此外，假设中央曲面部23a的曲率中心C2相对于外壳2的轴线C1偏移等，即使端侧曲面部23b被按压于外壳2的内周面2b，由于端侧曲面部23b的曲率半径R3被设定为比中央曲面部23a的曲率半径R2小，因此也能够可靠地防止端侧曲面部23b的表面压力比中央曲面部23a的表面压力高，即，能够可靠地防止滚子11发生部分接触。

如上所述，通过防止滚子11与外壳2的内周面2b之间的部分接触等，能够抑制滚子11的沿着旋转轴21的表面压力的不均增大，因此能够防止在外壳2的内周面2b产生滚子11的压痕，从而能够抑制压缩机1的质量降低。

另外，在本实施方式的压缩机1中，以旋转轴21相对于水平面倾斜的方式使滚子主体22的外周面23抵接于外壳2的内周面2b。因此，与外壳2的内周面2b强力抵接的滚子11的外周面23的位置容易因套件3的重量而从中央曲面部23a偏向位于铅垂方向的下侧的一方的端侧曲面部23b1侧。

因此，如上所述，若将一方的端侧曲面部23b1的曲率半径R31设定为比位于铅垂方向的上侧的另一方的端侧曲面部23b2的曲率半径R32小，则能够可靠地防止在滚子11的外周面23中的、位于比旋转轴21方向的中央靠铅垂方向下侧的端侧发生部分接触。

(第二实施方式)

接下来，参照图5对本发明的第二实施方式进行说明。

该实施方式与第一实施方式的压缩机的不同之处仅在于滚子11的构造，其他结构与第一实施方式相同。在本实施方式中，对与第一实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记等，并省略其说明。

如图5所示，本实施方式的滚子11与第一实施方式同样具备旋转轴21以及滚子主体22，本实施方式的滚子主体22的外周面23形成为其旋转轴方向中央部向径向外侧鼓出的凸曲面。并且，凸曲面从滚子主体22的外周面23的中央朝向端侧连续地形成。

其中，在本实施方式中，滚子主体22的外周面23的曲率半径与外壳2的内周面2b的曲率半径对应地设定，并且设定为在以曲率中心为中心的周向上恒定。

并且，在旋转轴21的外周面与滚子主体22的内周面之间，且是在滚子主体22中的沿着旋转轴21的端侧的范围(滚子主体22的外周面23的端侧区域23d)，形成有从滚子主体22的旋转轴21方向的两方的端面24沿旋转轴21方向延伸的间隙孔26。需要说明的是，该间隙孔26例如可以形成为剖面呈矩形，但考虑到滚子主体22的刚性，优选如图示例剖面形成为随着从端面24朝向间隙孔26的延伸突出方向而宽度变窄，呈V字状。

尤其是，本实施方式的间隙孔26由形成于滚子主体22的内周面的槽构成。该间隙孔26例如可以在以旋转轴21为中心的周向上以隔开间隔的方式配置多列，但更优选形成为以旋转轴21为中心的环状。

该间隙孔26的深度尺寸设定为，间隙孔26的延伸方向上的顶端位于滚子主体22中的设定为与第一实施方式的情况相同的有效宽度L1的旋转轴21方向的中央的范围(中央区域23c)与前述的端侧的范围(端侧区域23d)的边界。

在以上述方式构成的滚子11中，在滚子主体22的外周面23中的端侧区域23d被向径向内侧推压的情况下，间隙孔26在滚子主体22的径向上缩小，滚子主体22的端侧的范围向径向内侧弹性地挠曲变形。需要说明的是，若如前所述将间隙孔26形成为环状，则能够更容易地使端侧的范围弹性变形。

根据具备以如上方式构成的滚子11的本实施方式的压缩机，能够发挥与第一实施方式的情况相同的效果。

即，由于本实施方式的滚子主体22的外周面23的曲率半径与外壳2的内周面2b的曲率半径对应，因此滚子主体22的外周面23的中央区域23c被均等地按压于外壳2的内周面2b，故而能够抑制沿着旋转轴21的表面压力的不均增大。换言之，能够实现滚子11的沿着旋转轴21的表面压力分布的均匀化。

另外，在本实施方式中，由于滚子主体22的外周面23的曲率半径设定为在周向上恒定，因此滚子主体22的外周面23的端侧区域23d也与中央区域23c同样地被按压于外壳2的内周面2b。但是，在进行该按压时，由于滚子主体22的端侧的范围以朝向滚子11的径向内侧挠曲的方式弹性变形，因此滚子主体22的中央区域23c与端侧区域23d被保持为以圆滑的曲面连接的状态。并且，由于滚子主体22的端侧区域23d的曲率半径因该变形而比中央区域23c的曲率半径小，因此能够将端侧区域23d的表面压力抑制为比中央区域23c的表面压力小，从而能够防止滚子11发生部分接触。

此外，在本实施方式中，滚子主体22的外周面23的曲率半径设定为沿着旋转轴21恒定，即，本实施方式的滚子主体22的外周面23设定为比第一实施方式的滚子主体22的外周面23简单的形状，因此能够容易地制造滚子主体22并且还能够将其制造成本抑制为较低。

需要说明的是，在所述第二实施方式中，形成于旋转轴21的外周面与滚子主体22的内周面之间的间隙孔26不限于如图5所示利用形成于滚子主体22的内周面的槽构成，例如，也可以如图6所示利用形成于旋转轴21的外周面的槽构成。在该情况下，考虑到滚子主体22的刚性，更优选与图5所示的间隙孔26同样地形成为剖面呈V字状。

以上说明的第二实施方式的结构例如也可以与前述的第一实施方式的结构组合。

(第三实施方式)

接下来，参照图7以及8对本发明的第三实施方式进行说明。

该实施方式与第二实施方式的结构的不同之处仅在于滚子主体22的构造，其他结构与第二实施方式相同。在本实施方式中，对与第一实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记等，并省略其说明。

如图7所示，本实施方式的滚子11与第二实施方式同样具备旋转轴21以及滚子主体22，本实施方式的滚子主体22的外周面23形成为其旋转轴方向中央部向径向外侧鼓出的凸曲面。并且，凸曲面从滚子主体22的外周面23的中央朝向端侧连续地形成。另外，滚子主体22的外周面23的曲率半径也与第二实施方式相同地，与外壳2的内周面2b的曲率半径对应地设定，并且设定为在以曲率中心为中心的周向上恒定。

并且，在本实施方式的滚子主体22中的沿着旋转轴21的端侧的范围(外周面23的端侧区域23d)内，形成有从滚子主体22的旋转轴21方向的两方的端面24沿着旋转轴21方向延伸的有底孔27。该有底孔27形成于在径向上与滚子主体22的内周面、外周面23分离的位置，且不向滚子主体22的内周面、外周面23开口。

需要说明的是，例如与第二实施方式的间隙孔26同样地，该有底孔27也可以考虑到滚子主体22的刚性而形成为剖面呈V字状，但也可以如图示例形成为剖面呈矩形。另外，例如图8A所示，该有底孔27也可以在周向上隔开间隔地设置多个，但是，例如，更优选如图8B所示形成为以旋转轴21为中心的环状。

该有底孔27的深度尺寸与第二实施方式的间隙孔26同样地设定为，有底孔27的延伸方向的顶端位于旋转轴21方向的中央的范围(中央区域23c)与端侧的范围(端侧区域23d)的边界。

在以如上方式构成的滚子11中，在滚子主体22的外周面23中的端侧区域23d向径向内侧被推压的情况下，有底孔27在滚子的径向上缩小，滚子主体22的端侧的范围向径向内侧弹性地挠曲变形。需要说明的是，若有底孔27如图8B所示形成为环状，则能够更容易地使端侧的范围弹性变形。

根据具备以如上方式构成的第三实施方式的滚子11的压缩机，能够发挥与第二实施方式的压缩机相同的效果。

并且，以上说明的第三实施方式的结构例如能够与前述的第一、第二实施方式的结构适当地组合。

(第四实施方式)

接下来，参照图9对本发明的第四实施方式进行说明。

该实施方式与第一实施方式的结构的不同之处仅在于滚子11的构造，其他结构与第一实施方式相同。在本实施方式中，对与第一实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记等，并省略其说明。

如图9所示，滚子11安装在固定于套件3的前端附近下部的托架12，具备滚子主体41和贯穿滚子主体41地设置的旋转轴42。

滚子主体41例如是与由SFVC1、SCPL1等硬度比较高的材料构成的外壳2比较由硬度低的材料(例如作为铜系材料的CAC304)构成的大致圆筒状的构件。在该滚子主体41中，在其轴向上贯通地形成有内径尺寸D1的旋转轴插入孔411。另外，滚子主体41的外周面412与第一实施方式同样地包括：中央曲面部412a，其在沿着旋转轴42的中央的范围内形成为与外壳2的内周面2b的曲率半径对应的曲率半径；以及一对端侧曲面部412b，其曲率半径比中央曲面部412a的曲率半径小。

旋转轴42是由强度比滚子主体41高的材料(例如铁系材料等)构成的大致圆柱状的构件。需要说明的是，在本说明书中，“强度高的材料”表示杨氏模量、弯曲强度、拉伸强度等值相对较大的材料。在该旋转轴42的轴向中央部设置有直径比两端部的直径大的大径部421。并且，该大径部421的外径向尺寸D2设定为比滚子主体41的旋转轴插入孔411的内径尺寸D1略大，该大径部421的轴向长度L2设定为与旋转轴插入孔411的轴向长度L1大致相等的大小。

如此构成的旋转轴42通过滚子主体41利用热装嵌合于该旋转轴42的大径部421而与滚子主体41形成为一体。并且，与滚子主体41形成为一体的旋转轴42的两端部分别安装于固定在托架12上的轴承25，由此旋转轴42被支承为能够旋转。

根据具备以如上方式构成的第四实施方式的滚子11的压缩机，由于滚子主体41由硬度外壳2低的材料构成，因此当滚子11在外壳2的内周面2b上滚动时，即使与滚子主体41接触也难以在内周面2b留下伤痕。

另外，由于滚子主体41的外周面412由中央曲面部412a与一对端侧曲面部412b构成，因此能够与第一实施方式同样地实现滚子主体41的沿着滚子11的旋转轴42的表面压力分布的均匀化。

另外，由于旋转轴42由强度比滚子主体41高的材料构成，因此即使施加套件3的重量也难以在旋转轴42产生损伤。此外，旋转轴42因形成有大径部421而加强轴向中央部，因此即使作用来自外壳2的内周面2b的反作用力，也难以在旋转轴42的轴向中央部发生弯曲、压弯。

以上虽详细说明了本发明，但本发明不限定于所述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内加以各种变更。

例如，在第一实施方式～第三实施方式中，滚子11通过将由彼此不同的材料构成的旋转轴21与滚子主体22固定为一体而构成，但是，例如也可以利用相同的材料将旋转轴21以及滚子主体22形成为一体。

工业实用性

本发明涉及对流体进行压缩的压缩机。

根据本发明，由于能够防止滚子与外壳的内周面之间的部分接触等，进而能够抑制滚子的沿着旋转轴的表面压力的不均增大，因此能够防止在外壳的内周面产生压痕，从而能够抑制压缩机的质量降低。

附图标记说明如下：

1…压缩机；2…外壳；2b…内周面；3…套件；7…静止构件；8…旋转件；11…滚子；21、42…旋转轴；22、41…滚子主体；23、412…外周面；23a、412a…中央曲面部；23b、23b1、23b2、412b…端侧曲面部；23c…中央区域；23d…端侧区域；24…端面；26…间隙孔；27…有底孔；C1…轴线；R2、R3、R31、R32…曲率半径。

Claims

1.一种压缩机，其中，

所述压缩机具备：

圆筒状的外壳；

套件，其具有筒状的静止构件以及收容于该静止构件的旋转件，且所述套件插入到所述外壳的内部；以及

滚子，其在将该套件沿着轴线方向插入到所述外壳的内部时支承所述套件并且在所述外壳的内周面上滚动，

所述滚子的外周面以如下方式形成为连续的凸曲面，即，至少在所述滚子的外周面抵接于所述外壳的内周面的状态下，滚子的沿着旋转轴的端侧的曲率半径比中央的曲率半径小，

所述滚子的外周面具备：中央曲面部，其沿着所述旋转轴而在中央的范围内形成为与所述外壳的内周面的曲率半径对应的曲率半径；以及端侧曲面部，其位于该中央曲面部的两端侧，且该端侧曲面部的曲率半径设定得比该中央曲面部的曲率半径小，

所述滚子配置在所述外壳的内周面中从铅垂方向下端沿着所述内周面的周向错开的位置处，

位于铅垂方向的下侧的所述端侧曲面部的曲率半径比位于上侧的所述端侧曲面部的曲率半径小。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

在所述滚子的沿着所述旋转轴的端侧的范围内形成有从端面向旋转轴方向延伸的孔。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其中，

所述孔形成为以所述旋转轴为中心的环状。

4.根据权利要求2所述的压缩机，其中，

所述孔的剖面形成为随着从所述端面朝向所述孔的延伸方向而变窄，呈V字状。

5.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

所述滚子具备：滚子主体，其由硬度比所述外壳低的材料构成；以及旋转轴，其贯穿所述滚子主体地设置且由强度比所述滚子主体高的材料构成。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其中，

所述滚子主体通过热装而固定在所述旋转轴上。