CN104100493A

CN104100493A - 压缩机

Info

Publication number: CN104100493A
Application number: CN201410137561.6A
Authority: CN
Inventors: 大久野孝史; 名仓见治
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2014-10-15
Also published as: KR20140121785A; EP2789852A2; JP2014202166A; BR102014008465A2; US20140301872A1; EP2789852A3

Abstract

本发明的压缩机具备：曲柄轴；轴承；壳体；外圈齿轮，以将曲柄轴包围的方式配置；行星齿轮，其节圆的半径被设定为外圈齿轮的节圆的半径的二分之一，该行星齿轮以相对于曲柄轴相对旋转的方式将该曲柄轴插通；活塞，以相对于行星齿轮相对旋转的方式连接在该行星齿轮上，行星齿轮一边与外圈齿轮啮合一边在该外圈齿轮内旋转，由此该活塞在壳体内沿着与外圈齿轮的半径方向平行的方向往复运动；和泵，用于向轴承供给润滑油。这里，泵收容在壳体内。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机。

背景技术

以往，已知有下述压缩机：具备具有外圈齿轮及行星齿轮的所谓内摆线机构。例如，在日本·特开昭60－144594号中，公开了下述压缩机：具备由马达旋转驱动的曲柄轴、收容曲柄轴的壳体、以将曲柄轴包围的方式配置的外圈齿轮、一边与外圈齿轮的内齿啮合一边在外圈齿轮内旋转的行星齿轮、和以相对于行星齿轮相对旋转的方式连接在该行星齿轮上的活塞。行星齿轮将曲柄轴插通以相对于该曲柄轴相对旋转。此外，行星齿轮的节圆的半怪被设定为外圈齿轮的节圆的半径的二分之一。壳体包括沿着与外圈齿轮的半径方向平行的方向以直线状延伸的形状的压力缸，在该压力缸内收容着活塞。此外，设定为，使活塞位于压力缸内的上死点的状态下的外圈齿轮与行星齿轮的啮合点和外圈齿轮的节圆与压力缸的长度方向的交点中的距活塞较近侧的点一致。因此，当随着曲柄轴的旋转而行星齿轮一边与外圈齿轮啮合一边在外圈齿轮内旋转（绕外圈齿轮的中心公转）时，活塞在压力缸内沿着该压力缸的长度方向以直线状往复运动。这里，压力缸具有维持着活塞的上死点处的姿势而将该活塞在其长度方向上导引的形状，即具有导引活塞以使该活塞不相对于该压力缸的长度方向倾斜而沿着其长度方向往复运动的形状，所以如果行星齿轮一边自转一边在外圈齿轮内公转，则活塞在压力缸内维持着相同的姿势而往复运动。即，在该压缩机中，被曲柄轴驱动以在外圈齿轮内公转的行星齿轮的旋转运动被变换为活塞的直线状的往复运动。

通常，上述先行技术那样的压缩机具有承接曲柄轴的轴承，对于该轴承通过泵供给润滑油。并且，当对轴承用泵供给润滑油时，有从泵泄漏润滑油的情况。在此情况下，由于需要承接从泵泄漏的润滑油的接油部，所以花费成本，而且零件件数增加。为了将该接油部省略，需要润滑油的密封性良好的高性能的泵，在此情况下也花费成本。

本发明的目的是提供一种具有内摆线机构、低成本且能够削减零件件数的压缩机。

为了解决上述课题，本发明的压缩机具备：曲柄轴，被原动机旋转驱动；轴承，承接上述曲柄轴；壳体，收容上述曲柄轴及上述轴承；外圈齿轮，在上述壳体内以将上述曲柄轴包围的方式配置；行星齿轮，其节圆的半径被设定为上述外圈齿轮的节圆的半径的二分之一，该行星齿轮以相对于上述曲柄轴相对旋转的方式将该曲柄轴插通；活塞，以相对于上述行星齿轮相对旋转的方式连接在该行星齿轮上，上述行星齿轮一边与上述外圈齿轮啮合一边在该外圈齿轮内旋转，由此该活塞在上述壳体内沿着与上述外圈齿轮的半径方向平行的方向往复运动；和泵，收容在上述壳体内，向上述轴承供给润滑油。

根据本发明，由于泵收容在壳体内，所以即使是在向轴承供给润滑油时润滑油从泵泄漏的情况，该润滑油也停留在壳体内，不会漏出到壳体外。由此，不需要追加承接从泵泄漏的润滑油的接油部等零件，并且由于容许从泵的润滑油的泄漏，所以也不需要使用润滑油的密封性良好的高性能的泵。此外，本发明的压缩机由于具备具有外圈齿轮及行星齿轮的所谓的内摆线机构，所以没有使用具有十字头的活塞曲柄机构的压缩机那样的严格的润滑条件，并且由于曲柄轴的旋转运动被直接向活塞的往复运动变换，所以与使用活塞曲柄机构的压缩机相比，动力的传递效率较好。

在此情况下，优选的是，上述曲柄轴与上述泵连接，以通过上述曲柄轴的旋转驱动上述泵。

如果这样，则由于作为使曲柄轴旋转的动力源的原动机也被用作泵的动力源，所以不需要用来驱动泵的专用的动力源，使构造简单化。

此外，在本发明中，优选的是，在安装壁与上述曲柄轴之间形成有油缓冲部，所述安装壁安装上述泵。

如果这样，则能够将润滑油向轴承等充分地供给。

如以上这样，根据本发明，能够提供具有内摆线机构、低成本而能够削减零件件数的压缩机。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的压缩机的构造的概略的剖面图。

图2是图1的II－II线处的剖面图。

图3是将图1的压缩机从不同的角度观察的状态的剖面图。

图4是表示本发明的第二实施方式的压缩机的安装壁的附近的剖面图。

具体实施方式

（第一实施方式）

参照图1至图3，对本发明的第一实施方式的压缩机进行说明。

如图1至图3所示，本实施方式的压缩机具备：曲柄轴10，由原动机旋转驱动；轴承12，承接曲柄轴10；壳体20；外圈齿轮30，配置在壳体20内；行星部件（行星载体）40，具有与外圈齿轮30的内齿32啮合的行星齿轮42；活塞50，一边相对于行星部件40相对旋转一边在壳体20内沿着特定的往复方向往复运动；和泵60，用来向轴承12及各齿轮供给润滑油。另外，图2是图1的II－II线处的剖面图，但在该图2中虚拟地表示行星齿轮42。此外，在图2中，用单点划线表示行星齿轮42的节圆P。

如图1及图3所示，曲柄轴10具有：主轴10a，连接在原动机上；曲柄销10b，在从该主轴10a的中心轴O1偏倚的位置具有沿与中心轴O1平行的方向延伸的中心轴O2；和曲柄臂10c，将主轴10a与曲柄销10b连接。

如图1及图2所示，壳体20具有主要收容曲柄轴10的曲柄壳体21和收容活塞50的压力缸28。另外，向压力缸28内吸入氢气等气体的吸入线路的图示、以及将在压力缸28内被压缩的气体向压力缸28外吐出的吐出线路的图示分别被省略。

曲柄壳体21将曲柄轴10、轴承12、外圈齿轮30、行星部件40、活塞50的一部分及泵60收容。更具体地讲，曲柄壳体21具有将曲柄轴10、轴承12、外圈齿轮30、行星部件40及活塞50的一部分收容的主体部22、和将泵60收容的泵收容部25。如图1及图3所示，泵收容部25关于主轴10a的中心轴O1方向与主体部22相邻。在曲柄壳体21内的主体部22与泵收容部25的边界上，设有用来安装泵60的安装壁26。在由安装壁26、主体部22及曲柄轴10包围的空间中形成有油缓冲部27，所述油缓冲部27保持被从泵60汲上来的润滑油。在本实施方式中，曲柄壳体21具有气密性，并且具有耐压性，更具体地讲，具有能够承受与从吸入线路吸入的气体的压力相同程度的压力的耐压性。

如图1及图3所示，主体部22具有保持距主轴10a较近侧的曲柄臂10c的第一壁23、和保持距主轴10a较远侧的曲柄臂10c的第二壁24。第一壁23具有在中心轴O1方向上贯通的第一开口，在该第一开口内保持着主轴10a、距主轴10a较近侧的轴承12及曲柄臂10c。第二壁24具有在中心轴O1方向上贯通的第二开口，在该第二开口内保持着距主轴10a较远侧的轴承12及曲柄臂10c。第一壁23及第二壁24配置为，以分别相对于中心轴O1正交的姿势相互对置。安装壁26被安装在第二壁24的外侧面上，以将第二壁24的第二开口堵塞。如图3所示，第二壁24的下端24a从曲柄壳体21的底壁离开间隔，由此，主体部22内与泵收容部25内相连。因此，被供给到各轴承及各齿轮后落下到主体部22的下部的润滑油被向泵收容部25引导。即，主体部22的下部及泵收容部25的下部作为油积存部发挥功能。泵收容部25具有与安装壁26一起将泵60包围的形状。另外，泵收容部25的底壁的内表面被设定在比主体部22的底壁的内表面低的位置。

如图1所示，压力缸28在水平面内沿着与以外圈齿轮30的中心轴O1为中心的圆的半径方向平行的方向以直线状延伸。压力缸28沿着该平行的方向（往复方向）导引活塞50的往复运动。

如图1及图3所示，轴承12设在曲柄轴10与曲柄壳体21之间，更具体地讲，设在曲柄臂10c与主体部22之间。此外，在曲柄轴10与行星部件40之间，设有用来容许行星部件40的相对于曲柄销10b的相对旋转的第一轴承14，在行星部件40与活塞50之间，设有用来容许活塞50的相对于行星部件40的相对旋转的第二轴承16。

外圈齿轮30是具有内齿32的内齿轮。如图3所示，外圈齿轮30具有比曲柄销10b的旋转半径大的半径，以将曲柄轴10包围的方式配置在曲柄壳体21的主体部22内。更具体地讲，外圈齿轮30以其中心与曲柄轴10的主轴10a的中心轴O1一致的姿势安装在主体部22的第二壁24的内侧面上。

行星部件40具有与外圈齿轮30啮合的行星齿轮42、连接在行星齿轮42上的偏心轴44、和连接在偏心轴44上的平衡重物46。如图1及图3所示，行星齿轮42、偏心轴44及平衡重物46关于主轴10a的中心轴O1方向依次相互连接，以便一体地旋转运动。行星部件40以相对于该曲柄轴10相对旋转的方式将曲柄轴10的曲柄销10b插通。

行星齿轮42随着曲柄轴10的曲柄销10b绕中心轴O1旋转，一边与外圈齿轮30啮合一边在外圈齿轮30内旋转（绕中心轴O1公转）。行星齿轮42的节圆P（参照图2）的半径被设定为外圈齿轮30的节圆的半径的二分之一。这里设定为，使活塞50处于压力缸28内的上死点的状态下的外圈齿轮30与行星齿轮42的啮合点（以下，称作“上死点啮合点P1”）和外圈齿轮30的节圆与压力缸28的长度方向的交点中的距活塞50较近侧的点一致。并且，由于行星齿轮42的节圆P的半径是外圈齿轮30的半径的二分之一，所以上死点啮合点P1随着行星齿轮42的旋转而沿着压力缸28的长度方向即上述往复方向以直线状反复进行往复移动。

如图1及图3所示，偏心轴44关于中心轴O1方向与行星齿轮42相邻而连接，以使其中心成为从行星齿轮42的中心轴（曲柄销10b的中心轴O2）偏移的位置。具体而言，设定为，使偏心轴44的中心轴穿过上述上死点啮合点P1。因此，偏心轴44随着行星齿轮42的公转，一边相对于曲柄销10b相对旋转一边绕该偏心轴44的中心轴旋转（自转），并且沿着上述往复方向直线地往复运动。在本实施方式中，偏心轴44形成为圆板状。

如图1及图2所示，平衡重物46关于中心轴O1方向与偏心轴44相邻而连接，以便以行星齿轮42的中心轴为基准，使其重心位于与偏心轴44的重心相反侧。

如图1及图2所示，活塞50具有经由第二轴承16将偏心轴44的周围包围的圆环状的圆环部52、从圆环部52在压力缸28的长度方向上延伸的活塞杆54、和连接在活塞杆54的前端上的活塞主体56。

圆环部52能够相对于偏心轴44相对旋转。因此，圆环部52在往复方向上进行直线运动，以追随于偏心轴44的沿着上述往复方向的直线运动。即，由于在偏心轴44与圆环部52之间夹设第二轴承16，所以偏心轴44的旋转运动不被传递给圆环部52，而仅偏心轴44的直线运动被传递给圆环部52。

活塞杆54具有下述形状：沿着偏心轴44沿往复方向往复运动时的偏心轴44的中心的轨迹（行星齿轮42绕中心轴O1公转时的上死点啮合点P1的轨迹）的延长线延伸的形状。活塞杆54与圆环部52的关于上述往复方向的直线运动一起在压力缸28内直线运动。

这里，压力缸28具有维持着活塞50的上死点处的姿势将该活塞50沿其长度方向导引的形状，更具体地讲，具有导引活塞主体56以使该活塞主体56不相对于该压力缸28的长度方向倾斜而沿着其长度方向往复运动的形状。因此，如果行星齿轮42一边自转一边绕中心轴O1公转，则活塞主体56维持着与上死点处的姿势相同的姿势而在压力缸28内以直线状往复运动。由此，活塞主体56将被从吸入线路吸入的气体压缩。

如图1及图3所示，泵60具有向各轴承（轴承12、第一轴承14、第二轴承16）及各齿轮供给润滑油的泵主体62、和从曲柄壳体21内的油积存部将润滑油向泵主体62吸起的吸起部66。泵主体62被安装在设于曲柄壳体21内的安装壁26上。该泵主体62经由在形成于安装壁26上的孔内配置的轴接头64连接在曲柄轴10上。具体而言，轴接头64将距主轴10a较远侧的曲柄臂10c中的穿过中心轴O1的部位、与内置在泵主体62中的图示省略的转子连接。因此，曲柄轴10的驱动力经由轴接头64被向泵主体62传递。泵主体62将由吸起部66从曲柄壳体21内的油积存部吸起的润滑油经由供给路68（参照图1）以规定的供给压向各轴承及各齿轮供给。

这里，曲柄壳体21内成为与被从吸入线路吸入的气体的压力相同程度的压力，泵60供给润滑油时的供给压成为纯粹向各轴承及各齿轮供给润滑油所需要的压力（以下，称作“纯粹供给压”）。因此，将从泵主体62内向泵主体62外的润滑油的泄漏密封的密封压是纯粹供给压左右就可以。相对于此，在曲柄壳体21具有气密性及耐压性且泵60被配置在壳体20外的情况下，泵60供给润滑油时的供给压成为曲柄壳体21的内压与用来向各轴承及各齿轮供给润滑油的压力的和。因此，将从泵主体62内向泵主体62外的润滑油的泄漏密封的密封压变得比纯粹供给压高，即，在本实施方式中，由于曲柄壳体21具有气密性及耐压性，进而，泵60收容在壳体20内，所以能够使泵60的密封压变小。由此，能够不使用密封性良好的高性能的泵而确保泵的密封性。

接着，对本实施方式的压缩机的运转时的动作进行说明。

如果驱动原动机，则曲柄轴10被旋转驱动。随之，行星齿轮42一边相对于曲柄轴10的曲柄销10b相对旋转一边绕该曲柄销10b的中心轴O2自转，并且一边与外圈齿轮30啮合一边在该外圈齿轮30内绕主轴10a的中心轴O1公转。这里，由于将上死点啮合点P1设定为和外圈齿轮30的节圆与压力缸28的长度方向的交点中的距活塞50较近侧的点一致，并且，行星齿轮42的节圆P的半径是外圈齿轮30的半径的二分之一，所以如果在两齿轮的啮合点被维持在上死点啮合点P1的状态下行星齿轮42在外圈齿轮30内公转，则偏心轴44一边绕其中心轴旋转（自转）一边与行星齿轮42一起沿着上述往复方向以直线状往复运动。活塞50一边相对于偏心轴44相对旋转一边在往复方向上以直线状往复运动，以追随于该偏心轴44的往复运动。由此，被从吸入线路吸入的气体被压缩。此外，泵60将从曲柄壳体21内的油积存部吸起的润滑油向各轴承及各齿轮随时供给。

如以上说明，在本实施方式的压缩机中，由于泵60收容在壳体20内，所以即使是在向轴承12及各齿轮供给润滑油时润滑油从泵60泄漏的情况，该润滑油也停留在壳体20内，不会漏出到壳体20外。由此，不需要追加承接从泵60泄漏的润滑油的接油部等零件，并且，由于容许从泵60的润滑油的泄漏，所以也不需要使用润滑油的密封性良好的高性能的泵，此外，本实施方式的压缩机由于具备具有外圈齿轮30及行星齿轮42的所谓内摆线机构，所以没有使用具有十字头的活塞曲柄机构的压缩机那样的严格的润滑条件，并且由于曲柄轴10的旋转运动被直接向活塞50的往复运动变换，所以与使用活塞曲柄机构的压缩机相比，动力的传递效率较好。

此外，在本实施方式中，由于曲柄轴10与泵60连接，以通过曲柄轴10的旋转将泵60驱动，所以将作为使曲柄轴10旋转的动力源的原动机也作为泵60的动力源使用。由此，不需要用来驱动泵60的专用的动力源，使构造简单化。

此外，在本实施方式中，由于在由安装壁26、主体部22及曲柄轴10包围的空间中形成有油缓冲部27，所以能够向轴承12等充分地供给润滑油。

进而，本实施方式的压缩机除了泵60收容在曲柄壳体21内以外，由于曲柄壳体21具有气密性及耐压性，所以能够使将从泵60内向泵60外的润滑油的泄漏密封的密封压变小到上述纯粹供给压左右。由此，能够不使用密封性良好的高性能的泵而确保泵的密封性。

（第二实施方式）

图4是表示本发明的第二实施方式的压缩机的安装壁26的附近的剖面图。另外，在第二实施方式中，仅对与第一实施方式不同的部分进行说明，与第一实施方式相同的构造、作用及效果的说明省略。

在本实施方式中，在安装壁26的与安装泵60的面相反侧的面上安装有筒状部件29。将曲柄轴10的端部插入在筒状部件29中。在筒状部件29与曲柄轴10的端部之间安装油密封件29a。由此，形成由筒状部件29、曲柄轴10及安装壁26包围的空间。即，在本实施方式中，该空间作为油缓冲部27发挥功能。因此，在实施方式中，通过调整筒状部件29的内径，能够灵活地调整油缓冲部27的容积。另外，筒状部件29也可以与安装壁26由1个部件形成。

另外，这次公开的实施方式在全部的方面都是例示，而不应被认为是限制性的。本发明的范围不是由上述实施方式的说明、而是由权利要求书表示，还包括与权利要求书等价的意义及范围内的全部变更。

例如，在上述实施方式中，表示了曲柄轴10与泵主体62经由轴接头64连接的例子，但也可以是能够将泵60与曲柄轴10独立驱动的构造，即，也可以与使曲柄轴10旋转的原动机另外地设置用来驱动泵60的动力源。如果这样，则能够将曲柄轴10的驱动和泵60的驱动分别单独地管理。

此外，保持轴承12的保持部也可以是与第一壁23或第二壁24不同的部件。活塞50只要是在与外圈齿轮30的半径方向平行的方向上往复运动，也可以在重力方向等任意的方向上被驱动。

Claims

1.一种压缩机，其特征在于，具备：

曲柄轴，被原动机旋转驱动；

轴承，承接上述曲柄轴；

壳体，收容上述曲柄轴及上述轴承；

外圈齿轮，在上述壳体内以将上述曲柄轴包围的方式配置；

行星齿轮，其节圆的半径被设定为上述外圈齿轮的节圆的半径的二分之一，该行星齿轮以相对于上述曲柄轴相对旋转的方式将该曲柄轴插通；

活塞，以相对于上述行星齿轮相对旋转的方式连接在该行星齿轮上，上述行星齿轮一边与上述外圈齿轮啮合一边在该外圈齿轮内旋转，由此该活塞在上述壳体内沿着与上述外圈齿轮的半径方向平行的方向往复运动；和

泵，收容在上述壳体内，向上述轴承供给润滑油。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

上述曲柄轴与上述泵连接，以通过上述曲柄轴的旋转驱动上述泵。

3.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

在安装壁与上述曲柄轴之间形成有油缓冲部，所述安装壁安装上述泵。