CN104675700B - 螺杆压缩机 - Google Patents

Abstract

一种螺杆压缩机。在套筒(24)的一端侧的内周缘部，形成有以直径朝着套筒(24)的开口侧扩大的方式倾斜的套筒侧锥部(25)，并且该套筒侧锥部(25)形成为使套筒(24)的中心与扩径侧端部的中心同心。在轴(31)上，形成有抵接在套筒侧锥部(25)上的轴侧锥部(35)。当将电动机(20)和轴(31)拆开重组时，若将轴(31)塞入套筒(24)一侧让套筒侧锥部(25)和轴侧锥部(35)抵接，该轴(31)就会沿着锥面位于轴(31)的轴心与套筒(24)的中心同心的位置上。由此来抑制伴随着将电动机与轴拆开重组所产生的偏心。

Description

螺杆压缩机

技术领域

本发明涉及一种螺杆压缩机。

背景技术

到目前为止，借助螺杆转子的旋转运动来压缩制冷剂的螺杆压缩机已为人所知(参照例如专利文献1)。在该螺杆压缩机中，螺杆转子收纳在机壳的气缸内部。在螺杆转子的外周面上形成有螺旋槽，闸转子与该螺旋槽啮合。也就是说，在螺杆转子的螺旋槽内部，在闸转子的闸、螺杆转子与气缸内壁之间形成了压缩室。

轴连结在螺杆转子上。电动机的转子嵌到轴的基端部上，通过驱动电动机让转子和轴一体地旋转，从而使得螺杆转子旋转。

当螺杆压缩机运转时，制冷剂通过螺杆转子的吸气口流入螺旋槽内。在该螺旋槽内，随着螺杆转子旋转而形成了压缩室。若螺杆转子从该状态进一步旋转，则处于制冷剂密封状态的压缩室的体积就会逐渐缩小。由此，压缩室内的制冷剂逐渐得到压缩。若螺杆转子从该状态进一步旋转，则压缩室与喷气口就会连通。其结果是，压缩室内的高压制冷剂会通过喷气口朝喷出室喷出。

在此，为了便于进行更换轴承等维修作业，螺杆压缩机构成为能对电动机和轴拆开重组。具体而言，通过在转子的内周面和轴的外周面之间设置间隙，而很容易将轴嵌入到转子中。在该情况下，为了将转子的转矩传递给轴，便用键将转子和轴连结起来。

而且，在专利文献2中公开了下述电动机结构，即：借助胀紧套的楔效应让转子的套筒与旋转轴连结起来，以取代用键对两者进行连结。

专利文献1：日本公开特许公报特开2002－70778号公报

专利文献2：日本公开实用新型公报实开昭62－159133号公报

然而，若考虑维修性而确保转子与轴之间具有较大间隙的话，就有可能由于电动机旋转时出现的偏心而产生失衡。在此，在电动机在变频器驱动等下进行高速旋转的螺杆压缩机中，由于所述偏心引起的失衡增大，从而成为产生振动的主要原因。

而且，当转子和轴之间的间隙较大时，为了消除由于旋转时偏心引起的失衡，而有必要仅用转子进行配平。然而，当为了进行维修而暂时将轴从转子上拆下来后，再次将轴嵌入到转子中时，由于旋转动平衡失衡，因而每次都必须要重新进行配平作业，很费事。

因此，可以想到：预先设定好使转子与轴之间具有较小的间隙，以减小偏心量。不过，会存在下述问题，即：必须要严格设定转子与轴之间的尺寸精度而导致加工成本增加。

此外，在像专利文献2所公开的那种、利用胀紧套使转子的套筒与旋转轴连结起来的结构下，由于转子与旋转轴仅借助胀紧套的摩擦力连结起来，因而无法应用于像螺杆压缩机中那样的高转矩的电动机。

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于：抑制伴随着将电动机与轴拆开重组所产生的偏心。

－用以解决技术问题的技术方案－

本发明以下述螺杆压缩机为对象，其包括电动机20和轴31，该电动机20具有转子铁芯23，所述转子铁芯23设置在定子21内部，并且圆筒状套筒24固定在该转子铁芯23的中心部，在所述轴31的顶端部安装有螺杆转子40，并且该轴31的基端部插穿该套筒24的筒内，设置在该套筒24的内周面或者该轴31的外周面中的一者上的嵌合凸部37嵌入设置在该套筒24的内周面或者该轴31的外周面中的另一者上的嵌合凹部24a、32a中，而使得该轴31与该套筒24及该转子铁芯23一体旋转来让该螺杆转子40旋转。并且，想出了下述解决方法。

也就是说，第一方面的发明的特征在于：所述轴31具有插穿部32和主轴部33，该插穿部32插穿所述套筒24的筒内，该主轴部33接着该插穿部32沿轴向延伸，且该主轴部33的外径大于该套筒24的内径，在所述套筒24的一端侧的内周缘部，形成有以直径朝该套筒24的开口侧扩大的方式倾斜的套筒侧锥部25，在所述轴31上形成有轴侧锥部35，该轴侧锥部35以将该插穿部32的外周面和该主轴部33的外周面连接起来的方式倾斜并抵接在所述套筒侧锥部25上，从而使得所述套筒24的中心与该轴31的轴心同心。

在第一方面的发明中，在套筒24的一端侧的内周缘部，形成有以直径朝套筒24的开口侧扩大的方式倾斜的套筒侧锥部25。在轴31上形成有轴侧锥部35，该轴侧锥部35抵接在套筒侧锥部25上，而使得套筒24的中心与轴31的轴心同心。

第二方面的发明是这样的，在第一方面的发明中，其特征在于：所述套筒侧锥部25形成为：使所述套筒24的中心与扩径侧端部的中心同心，所述轴侧锥部35形成为：使所述插穿部32的轴心与所述主轴部33的轴心同心。

在第二方面的发明中，套筒侧锥部25形成为：使套筒24的中心与扩径侧端部的中心同心。而且，轴侧锥部35形成为：使插穿部32的轴心与主轴部33的轴心同心。

若使其成为上述结构，当将电动机20和轴31拆开重组时，若让轴31沿着锥面移动，轴31的轴心就会被引向套筒24的中心。并且，若将轴31塞入套筒24一侧让套筒侧锥部25和轴侧锥部35抵接，该轴31就会位于轴31的轴心与套筒24的中心同心的位置上。由此，能够抑制转子铁芯23的套筒24与轴31之间偏心，因而当让电动机20高速旋转时，也能够抑制由于偏心而产生振动。

而且，因为仅让套筒侧锥部25和轴侧锥部35相互抵接就能够抑制偏心，所以无需严格设定套筒24和轴31之间的尺寸精度。

第三方面的发明是这样的，在第一或第二方面的发明中，其特征在于：所述插穿部32的外径形成为：相对于所述套筒24的内径而言小于该内径且存在规定的间隙，在所述插穿部32上的靠所述套筒24的另一端侧的位置，设置有外径与该套筒24的内径大致相等的嵌合部32b。

在第三方面的发明中，在插穿部32上的靠套筒24的另一端侧的位置设置有嵌合部32b。嵌合部32b的外径与套筒24的内径大致相等。

若使其成为上述结构，当将电动机20和轴31拆开重组时，若让套筒侧锥部25与轴侧锥部35相互抵接，则仅嵌合部32b抵接在套筒24的内周面上。也就是说，无需确保插穿部32在轴向全长上的尺寸精度，仅确保嵌合部32b的尺寸精度，就能够抑制转子铁芯23的套筒24与轴31之间偏心。

第四方面的发明是这样的，在第三方面的发明中，其特征在于：所述转子铁芯23具有：使多块电磁钢板沿轴向重叠起来而形成的层叠钢板23a、和分别设置在该层叠钢板23a的轴向上的两端部中相对应的一端部并夹持该层叠钢板23a的一对端板23b，所述嵌合部32b设置在比所述端板23b更靠所述层叠钢板23a一侧。

在第四方面的发明中，转子铁芯23具有层叠钢板23a、和在轴向上的两端部夹持层叠钢板23a的一对端板23b。轴31的嵌合部32b设置在比端板23b更靠层叠钢板23a一侧。

若使其成为上述结构，当将电动机20和轴31拆开重组时，就能够可靠地使嵌合部32b嵌合在套筒24的筒内。具体而言，套筒24和端板23b通过热压配合固定在一起。为此，来自端板23b的应力加在套筒24的外周面上，套筒24的剖面形状就有可能产生变形。在此，当在让轴31插穿套筒24时嵌合部32b的位置与端板23b相同的情况下，由于套筒24的剖面形状产生变形而会导致嵌合部32b嵌不进去。

相对于此，在本发明中，因为将嵌合部32b设置在比端板23b更靠层叠钢板23a一侧，所以即使套筒24的端板23b侧的剖面形状产生了变形，也能让轴31的插穿部32很顺利地插穿，以使嵌合部32b嵌合在套筒24的筒内。

第五方面的发明是这样的，在第一至第四方面的任一方面的发明中，其特征在于：所述轴31的基端部从所述套筒24的另一端部突出地延伸，并在该轴31的突出侧端部形成有外螺纹部31a，所述套筒24由拧紧到所述外螺纹部31a上的锁紧螺母36、和抵接在所述套筒侧锥部25上的所述轴侧锥部35夹持。

在第五方面的发明中，由拧紧到轴31基端部的外螺纹部31a上的锁紧螺母36、和抵接在套筒侧锥部25上的轴侧锥部35夹持套筒24。

若使其成为上述结构，当将电动机20和轴31拆开重组时，若将轴31塞入套筒24一侧让套筒侧锥部25和轴侧锥部35相互抵接，该轴31就会沿着锥面位于轴31的轴心与套筒24的中心同心的位置上，并利用锁紧螺母36限制轴31在轴向上移动。由此，能在抑制转子铁芯23的套筒24与轴31之间偏心的情况下将轴31安装在电动机20上。

第六方面的发明是这样的，在第二至第四方面的任一方面的发明中，其特征在于：所述轴31的基端部从所述套筒24的另一端部突出地延伸，并在该轴31的突出侧端部形成有外螺纹部31a，在所述套筒24的另一端侧的内周缘部，形成有以直径朝该套筒24的开口侧扩大的方式倾斜的套筒侧锥部25，并且该套筒侧锥部25形成为使该套筒24的中心与扩径侧端部的中心同心，所述螺杆压缩机包括锥环46，该锥环46形成为环状，所述轴31的突出侧端部插穿该锥环46，并且在所述锥环46的该套筒24一侧的外周缘部形成有环侧锥部45，该环侧锥部45以直径朝该套筒24一侧缩小的方式倾斜并抵接在所述套筒侧锥部25上，从而使得该套筒24的中心与该轴31的轴心同心，所述套筒24由所述锥环46和所述轴侧锥部35夹持，该锥环46由拧紧到所述外螺纹部31a上的锁紧螺母36紧固住，并抵接在另一端侧的所述套筒侧锥部25上，所述轴侧锥部35抵接在一端侧的该套筒侧锥部25上。

在第六方面的发明中，锥环46由拧紧到轴31基端部的外螺纹部31a上的锁紧螺母36紧固住。并且，由抵接在另一端侧的套筒侧锥部25上的锥环46、与抵接在一端侧的套筒侧锥部25上的轴侧锥部35夹持套筒24。

若使其成为上述结构，当将电动机20和轴31拆开重组时，因为在套筒24的一端侧套筒侧锥部25与轴侧锥部35抵接，在另一端侧套筒侧锥部25与锥环46抵接，所以能够进一步可靠地抑制转子铁芯23的套筒24与轴31之间偏心。

第七方面的发明是这样的，在第六方面的发明中，其特征在于：在所述锥环46上，形成有该锥环46的周向上的一部分被切掉后所形成的切口部46a。

在第七方面的发明中，因为在锥环46上形成有切口部46a，所以若锥环46由锁紧螺母36紧固住，锥环46的直径就会缩小，使得切口部46a的间隙减小。

若使其成为上述结构，就能够利用锥环46抑制转子铁芯23的套筒24与轴31之间偏心，并能用锥环46的内周面将轴31的外周面紧固住。

第八方面的发明是这样的，在第一方面的发明中，其特征在于：所述轴31的基端部从所述套筒24的另一端部突出地延伸，并在该轴31的突出侧端部形成有外螺纹部31a，所述螺杆压缩机包括碟形弹簧72和锁紧螺母71，该碟形弹簧72将所述套筒24推向所述轴侧锥部35，该锁紧螺母71被拧紧到所述轴31的外螺纹部31a上，并在与所述套筒24侧相反的一侧支承所述碟形弹簧72。

在第八方面的发明中，由于锁紧螺母71被拧紧到轴31的外螺纹部31a上，因而套筒24被碟形弹簧72推压到轴31的轴侧锥部35上。为此，即使在由于热膨胀等原因导致轴31沿轴向伸长地产生了变形的情况下，也能借助碟形弹簧72维持将套筒24推向轴31的轴侧锥部35的力。其结果是，即使轴31由于热膨胀等原因在轴向上产生了变形，也能够抑制轴31与套筒24之间的紧固程度下降。

第九方面的发明是这样的，在第八方面的发明中，其特征在于：所述锁紧螺母71在所述碟形弹簧72的所述套筒24一侧的内表面72a与所述套筒24之间的最大距离不在规定距离以下的范围内被拧紧到所述轴31的外螺纹部31a上。

在第九方面的发明中，在能够以最佳条件使用碟形弹簧72的范围内，锁紧螺母71被拧紧到轴31的外螺纹部31a上。其结果是，碟形弹簧72能够发挥所希望的性能。

第十方面的发明是这样的，在第八或第九方面的发明中，其特征在于：所述螺杆压缩机还包括设置在所述套筒24与所述碟形弹簧72之间、以及该碟形弹簧72与所述锁紧螺母71之间的止推板73、74。

在第十方面的发明中，通过在套筒24与碟形弹簧72之间、以及在碟形弹簧72与锁紧螺母71之间设置止推板73、74，从而能够防止当碟形弹簧72变形时锁紧螺母71及套筒24与碟形弹簧72之间滑动接触而导致相互的滑动接触面产生磨损。

－发明的效果－

根据本发明，当将电动机20和轴31拆开重组时，若让轴31沿着锥面移动，轴31的轴心就会被引向套筒24的中心。并且，若将轴31塞入套筒24一侧让套筒侧锥部25和轴侧锥部35抵接，该轴31就会位于轴31的轴心与套筒24的中心同心的位置上。由此，能够抑制转子铁芯23的套筒24与轴31之间偏心，因而当让电动机20高速旋转时，也能够抑制由于偏心而产生振动。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的螺杆压缩机的结构的侧面剖视图。

图2是示出螺杆压缩机的结构的正面剖视图。

图3是用以说明将轴安装到转子中的步骤的侧面剖视图。

图4是示出轴安装到转子中的状态的侧面剖视图。

图5是示出在本发明第二实施方式所涉及的螺杆压缩机中轴的安装结构的侧面剖视图。

图6是示出锥环结构的立体图。

图7是示出其它实施方式所涉及的轴的安装结构的侧面剖视图。

图8是示出其它实施方式所涉及的锥环的结构的立体图。

图9是本发明第三实施方式所涉及的螺杆压缩机的转子周围的放大图。

图10(a)和图10(b)是螺杆压缩机的固定机构所使用的碟形弹簧的剖视图。图10(a)示出未在碟形弹簧上施加载荷的状态。图10(b)示出将固定机构的锁紧螺母拧紧到轴的外螺纹部上而让压缩力起作用的这一状态下的碟形弹簧。特别是，图10(b)示出当用固定机构固定套筒和轴时，将固定机构的锁紧螺母最大限度地拧紧到轴上的这一状态(作用有最大压缩力的状态)下的碟形弹簧。

图11(a)是在套筒与轴的温度相等的状态下螺杆压缩机的转子周围的放大图。图11(b)是在轴的温度高于套筒温度的状态下螺杆压缩机的转子周围的放大图。设图11(b)的状态下套筒的温度与图11(a)的状态下套筒的温度相等。

－符号说明－

10 螺杆压缩机

20 电动机

21 定子

23 转子铁芯

23a 层叠钢板

23b 端板

24 套筒

24a 套筒侧键槽(嵌合凹部)

25 套筒侧锥部

31 轴

31a 外螺纹部

32 插穿部

32a 电动机侧键槽(嵌合凹部)

32b 嵌合部

33 主轴部

35 轴侧锥部

36 锁紧螺母

37 电动机侧键(嵌合凸部)

40 螺杆转子

45 环侧锥部

46 锥环

46a 切口部

71 锁紧螺母

72 碟形弹簧

72a 内表面

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下对优选实施方式的说明在本质上仅为举例说明而已，并没有意图限制本发明、本发明的应用对象或其用途。

(第一实施方式)

如图1和图2所示，在螺杆压缩机10中，压缩机构30和驱动压缩机构30的电动机20收纳在金属制机壳11内。压缩机构30经由轴31与电动机20连结。

机壳11内部被划分为供低压气态制冷剂流入的低压空间S1、和供从压缩机构30喷出的高压气态制冷剂流入的高压空间S2。

电动机20包括定子21和转子22。定子21在低压空间S1内被固定在机壳11的内周面上。轴31的基端部连结在转子22上，并且轴31与转子22一起旋转。此外，转子22的详细结构见后述。

压缩机构30包括：形成在机壳11内的圆筒壁16、设置在圆筒壁16中的一个螺杆转子40、以及与螺杆转子40啮合的两个闸转子50。

螺杆转子40是形成为近似圆柱状的金属制部件。螺杆转子40的外径被设定为比圆筒壁16的内径稍小，从而构成为螺杆转子40的外周面与圆筒壁16的内周面滑动接触。在螺杆转子40的外周部，形成有多个从螺杆转子40的轴向一端朝着另一端呈螺旋状延伸的螺旋槽41。

闸转子50具有呈放射状设置的多个闸51。闸转子50安装在金属制转子支承部件55上。转子支承部件55被收纳在与圆筒壁16相邻并形成在机壳11内的闸转子室18中。

图2中设置在螺杆转子40的右侧的转子支承部件55以闸转子50成为下端侧的形态设置。另一方面，图2中设置在螺杆转子40的左侧的转子支承部件55以闸转子50成为上端侧的形态设置。转子支承部件55的轴部58经球轴承53由闸转子室18内的轴承套(bearinghousing)52支承着自由旋转。

在压缩机构30中，由圆筒壁16的内周面、螺杆转子40的螺旋槽41以及闸转子50的闸51围成的空间成为压缩室43。螺杆转子40的螺旋槽41在吸气侧端部朝低压空间S1开放，该开放部分成为压缩机构30的吸气口44。

在机壳11内的低压空间S1形成有吸气口11a。吸气口11a在图1中开在机壳11的左端部。在机壳11内的高压空间S2形成有喷气口11b。喷气口11b在图1中开在机壳11的右端部。高压制冷剂经由喷气口11b被喷到机壳11外部。

如图3和图4所示，转子22具有转子铁芯23和圆筒状套筒24。转子铁芯23具有使多块电磁钢板沿轴向重叠起来而形成的层叠钢板23a、和分别设置在层叠钢板23a的轴向上的两端部中相对应的一端部并夹持层叠钢板23a的一对端板23b。端板23b是由非磁性材料(例如不锈钢)形成的圆盘状部件。

套筒24固定在转子铁芯23的中心部。具体而言，在层叠钢板23a和端板23b的中心部形成有沿轴向贯通的通孔。套筒24插穿层叠钢板23a和端板23b的通孔并经由热压配合固定在转子铁芯23的中心部。

作为嵌合凹部的套筒侧键槽24a以沿轴向延伸的方式形成在套筒24的内周面上(参照图3)。而且，在套筒24的一端侧(图4的右侧)的内周缘部，形成有以直径朝套筒24的开口侧扩大的方式倾斜的套筒侧锥部25，并且该套筒侧锥部25形成为使套筒24的中心与扩径侧端部的中心同心。

轴31具有插穿套筒24的筒内的插穿部32、和主轴部33，该主轴部33接着插穿部32朝轴向上的一端侧(图4的右侧)延伸，且该主轴部33的外径大于套筒24的内径。

轴31的主轴部33的右侧端部被位于压缩机构30的高压侧的高压侧轴承61支承着能够自如地旋转(参照图1)。高压侧轴承61由嵌合在机壳11的圆筒壁16上的高压侧轴承座60保持。

在轴31上，形成有以将插穿部32的外周面和主轴部33的外周面连接起来的方式倾斜的轴侧锥部35。轴侧锥部35形成为：使插穿部32的轴心与主轴部33的轴心同心。并且，通过将轴31的插穿部32从套筒24的右侧插穿套筒24的筒内，使得轴侧锥部35抵接在套筒侧锥部25上。

在使轴侧锥部35抵接到套筒侧锥部25上的位置处，插穿部32的顶端部从套筒24的另一端部(图4的左端部)突出地延伸。在插穿部32的突出侧端部形成有外螺纹部31a。插穿部32的左侧端部被设置在低压空间S1内的低压侧轴承66支承着能够自如地旋转。低压侧轴承66由低压侧轴承座65保持。

如图1所示，螺杆转子40插穿并安装在轴31的主轴部33的右侧端部。具体而言，在主轴部33的外周面上形成有螺杆侧键槽33a。在螺杆转子40的内周面上形成有未图示出来的键槽。并且，通过使螺杆侧键38嵌入螺杆侧键槽33a和螺杆转子40的键槽中，而使得轴31的主轴部33和螺杆转子40连结在一起。

在轴31的插穿部32的外周面上，形成有作为嵌合凹部的电动机侧键槽32a。并且，通过使作为嵌合凸部的电动机侧键37嵌入电动机侧键槽32a和套筒侧键槽24a中，而使得轴31的插穿部32和转子22的套筒24连结在一起。由此，若让电动机20进行驱动，轴31就会与套筒24和转子铁芯23一体旋转来让螺杆转子40旋转。

如图4所示，轴31的插穿部32的外径形成为：相对于套筒24的内径而言小于该内径且存在规定的间隙。在插穿部32上的靠套筒24的左端侧的位置，设置有外径与套筒24的内径大致相等的嵌合部32b。具体而言，嵌合部32b设置在比端板23b更靠层叠钢板23a一侧。

锁紧螺母36被拧紧固定到插穿部32的外螺纹部31a上。由此，套筒24就由锁紧螺母36和抵接在套筒侧锥部25上的轴侧锥部35夹持。

若使其成为上述结构，当将电动机20和轴31拆开重组时，若让轴31沿着锥面移动，轴31的轴心就会被引向套筒24的中心。并且，若将轴31塞入套筒24一侧让套筒侧锥部25和轴侧锥部35抵接，该轴31就会位于轴31的轴心与套筒24的中心同心的位置上，并利用锁紧螺母36限制轴31在轴向上移动。由此，能够抑制转子铁芯23的套筒24与轴31之间偏心，因而当让电动机20高速旋转时，也能够抑制由于偏心而产生振动。

(第二实施方式)

图5是示出本第二实施方式所涉及的螺杆压缩机中轴的安装结构的侧面剖视图。与上述第一实施方式的不同之处在于用锁紧螺母36将锥环46紧固住，故下面对与第一实施方式相同的部分标注同一符号，并仅对不同之处做说明。

如图5和图6所示，在套筒24的轴向两端侧的内周缘部，分别形成有以直径朝套筒24的开口侧扩大的方式倾斜的套筒侧锥部25，并且该套筒侧锥部25分别形成为使套筒24的中心与扩径侧端部的中心同心。

在让轴侧锥部35抵接在套筒侧锥部25上的位置处，插穿部32的顶端部从套筒24的另一端部(图5的左端部)突出地延伸。在插穿部32的突出侧端部形成有外螺纹部31a。

插穿部32的突出侧端部插穿环状锥环46。在锥环46的套筒24一侧的外周缘部，形成有以直径朝套筒24一侧缩小的方式倾斜的环侧锥部45。环侧锥部45形成为：当让环侧锥部45抵接在套筒侧锥部25上时，使套筒24的中心与轴31的轴心同心。在锥环46上，形成有该锥环46的周向上的一部分被切掉后所形成的切口部46a。切口部46a形成在锥环46的轴向全长上。

锁紧螺母36被拧紧固定到插穿部32的外螺纹部31a上。由于锥环46由锁紧螺母36紧固住，因而环侧锥部45抵接在套筒侧锥部25上。

由此，套筒24就由被锁紧螺母36紧固住并抵接在左端侧的套筒侧锥部25上的锥环46、和抵接在右端侧的套筒侧锥部25上的轴侧锥部35夹持住。

若使其成为上述结构，当将电动机20和轴31拆开重组时，因为在套筒24的右端侧套筒侧锥部25与轴侧锥部35抵接，在左端侧套筒侧锥部25与锥环46抵接，所以能够进一步可靠地抑制转子铁芯23的套筒24与轴31之间偏心。

(其它实施方式)

在上述实施方式中还可以采用以下结构。

虽然在本第一实施方式中，使插穿部32的嵌合部32b的外径形成为与套筒24的内径大致相等，不过并不局限于该形态。也可以是这样的，即：例如，如图7所示，在套筒24内周面上的靠左端侧的位置，设置了使内周面的一部分在整个一周上突出而形成的套筒突条部24b，并且在插穿部32上的与套筒突条部24b相对应的位置，设置外径与套筒突条部24b的内径大致相等的嵌合部32b。

而且，虽然在本第二实施方式中通过在轴向全长上切掉锥环46的周向上的一部分而形成了切口部46a，不过也可以是这样的，即：例如，如图8所示，通过从锥环46的套筒24一侧的端部开始切到该锥环46的轴向中央位置为止，由此来形成切口部46a。

而且，虽然在本实施方式中，在轴31的插穿部32的外周面上形成了电动机侧键槽32a，并将电动机侧键37嵌入电动机侧键槽32a和套筒侧键槽24a中，由此来将轴31的插穿部32与转子22的套筒24连结起来，不过并不局限于该形态。也可以是这样的，即：例如，在轴31的插穿部32的外周面上一体形成电动机侧键37，并将电动机侧键37嵌入套筒侧键槽24a中。而且，还可以是这样的，即：在套筒24的内周面上一体形成电动机侧键37，并将电动机侧键37嵌入电动机侧键槽32a中。

虽然在本实施方式中，仅在轴31的插穿部32的外周面上形成了电动机侧键槽32a，不过也可以切掉轴侧锥部35的一部分用以形成该电动机侧键槽32a，即：使电动机侧键槽32a延长到该位置处。

(第三实施方式)

如图9所示，轴31和电动机20的转子铁芯23由固定机构70固定在一起。

在轴31内形成有沿轴向在轴31内延伸的油通路31b。油通路31b的一端在高压空间S2侧的端部上开口。油通路31b从高压空间S2侧的端部开口起朝着低压空间S1一侧沿轴31的轴向呈直线状延伸，在低压侧轴承66附近使该油通路31b的延伸方向改为轴31的径向，并在低压侧轴承66附近的外周面上开口。贮存在高压空间S2下部的高温(例如与高压空间S2中的气态制冷剂的温度(例如60℃)大致相同的温度)的冷冻机油被供向油通路31b。高温冷冻机油通过油通路31b被供向低压侧轴承66。

电动机20是在转子铁芯23内部埋入永久磁铁26的、IPM(Interior PermanentMagnet，内置式永磁)电动机。不过，并不局限于此，电动机20也可以是在转子铁芯23的外周表面上贴有永久磁铁的、SPM(Surface Permanent Magnet，面贴式永磁)电动机。

在转子铁芯23上，形成有从转子铁芯23的端部侧看去呈矩形形状的、沿电磁钢板的叠层方向延伸的狭缝。板状永久磁铁26插入到狭缝中。由于转子铁芯23中的永久磁铁26在定子21所产生的旋转磁场的作用下受力，使得与转子铁芯23连结的轴31旋转，从而让压缩机构30的螺杆转子40旋转。

固定机构70是将套筒24和轴31固定起来以防止套筒24相对于轴31在轴31的轴向上移动的机构。

固定机构70主要由锁紧螺母71、碟形弹簧72及止推板73、74构成(参照图9)。

锁紧螺母71、碟形弹簧72及止推板73、74都是在中央部形成有孔的环状部件。轴31按照距套筒24由近至远的顺序，即按照止推板73、碟形弹簧72、止推板74的顺序插入到碟形弹簧72及止推板73、74的空心部中。锁紧螺母71设置在隔着止推板74与碟形弹簧72相对的一侧。在锁紧螺母71的空心部形成有未图示的内螺纹，并且该锁紧螺母71被拧紧到形成有外螺纹部31a的轴31上。若锁紧螺母71被拧紧到轴31上，使得碟形弹簧72在锁紧螺母71与套筒24之间受到压缩，则将套筒24推向轴31的轴侧锥部35的力就会从碟形弹簧72作用到套筒24上。并且，拧紧到轴31上的锁紧螺母71在与套筒24侧相反的一侧支承将套筒24推向轴31的轴侧锥部35的碟形弹簧72。

锁紧螺母71是拧紧到形成于轴31的左侧端部附近(低压空间S1一侧的端部附近)的外螺纹部31a上的部件。锁紧螺母71是金属制部件。锁紧螺母71在隔着止推板74与套筒24侧相反的一侧支承碟形弹簧72。换言之，锁紧螺母71在低压空间S1一侧支承碟形弹簧72。

碟形弹簧72是由不锈钢等金属制成的环状圆盘。碟形弹簧72不是平板，而形成为近似圆台形状。此外，所谓圆台指的是用一个平行于圆锥底面的平面去截底面为圆形的圆锥，去掉包含顶点的小圆锥后所得到的图形。若将碟形弹簧72的形状看作圆台形状，并用垂直于圆台底面的剖面截断碟形弹簧72，碟形弹簧72就会呈图10(a)那样的剖面形状。在让碟形弹簧72的底面侧(直径较大的一侧)朝向套筒24一侧的状态下，轴31插入到形成于碟形弹簧72的中央部的孔中。当锁紧螺母71被拧紧到轴31上的规定位置时，碟形弹簧72就会在锁紧螺母71和套筒24之间受到压缩。并且，碟形弹簧72在与套筒24侧相反的一侧由锁紧螺母71支承，并将套筒24推向轴31的轴侧锥部35。

图10(a)绘制出处于未作用有压缩力的状态下的碟形弹簧72。另一方面，图10(b)绘制出将锁紧螺母71拧紧到轴31上，让压缩力作用于碟形弹簧72，而使碟形弹簧72产生了变形的状态，特别是使碟形弹簧72最大限度地产生了变形的状态。

当使用碟形弹簧72时，即使在碟形弹簧72最大限度地产生了变形的状态下，碟形弹簧72的套筒24一侧的整个内表面72a也不会与止推板73接触，并且相对于碟形弹簧72而言，该止推板73与套筒24一侧相邻而设。也就是说，当使用碟形弹簧72时，即使在碟形弹簧72在压缩力的作用下最大限度地产生了变形的状态下，套筒24一侧的内表面72a中的距套筒24最远的部分(图10(b)中的P1)、与碟形弹簧72的套筒24一侧的端部(图10(b)中的P2)在轴31的轴向上的距离也会为B(B≠0)。具体而言，图10(b)中的距离B为处于未作用有载荷的状态下碟形弹簧72的套筒24一侧的内表面72a中的距套筒24最远的部分(图10(a)中的P1)、与碟形弹簧72的套筒24一侧的端部(图10(a)中的P2)在轴31的轴向上的距离A的0.3～0.4倍左右。换言之，锁紧螺母71在碟形弹簧72的套筒24一侧的内表面72a与套筒24之间在轴31的轴向上的最大距离(图10(a)、图10(b)中的P1与套筒24的固定机构70一侧的端面之间的距离)不在规定距离以下的范围内被拧紧到轴31上。此处的规定距离是止推板73在轴31的轴向上的厚度与图10(b)中的B之和。在该状态下使用碟形弹簧72，碟形弹簧72就以8kN以上的力、更优选的是10kN以上的力将套筒24推向轴31的轴侧锥部35。此处所使用的碟形弹簧72的厚度(图10(a)中H的长度)为4mm左右，因而碟形弹簧72能够设置在很小的空间中。碟形弹簧72具有下述特征，即：该碟形弹簧72能够设置在上述很小的空间中，而且能够使8kN以上的较大负荷作用到套筒24上。

在螺杆压缩机10的运转过程中，碟形弹簧72处于该碟形弹簧72的套筒24一侧的内表面72a中的距套筒24最远的部分P1、与碟形弹簧72的套筒24一侧的端部P2在轴31的轴向上的距离在B以上且小于A的状态。

止推板73、74为圆环状平板。止推板73、74的厚度为1mm左右。通过将轴31插入到形成于止推板73、74的中央部的孔中，由此将止推板73、74安装到轴31上。止推板73布置在套筒24与碟形弹簧72之间。止推板74布置在碟形弹簧72与锁紧螺母71之间。

由于碟形弹簧72以碟形弹簧72的内表面72a中的距套筒24最远的部分P1接近或远离止推板73的方式在轴31的轴向上产生变形，因而碟形弹簧72在与轴31的轴向垂直的方向上也会略微产生变形(参照图10(a)、图10(b))。止推板73、74能够防止由于如上所述碟形弹簧72在与轴31的轴向垂直的方向上产生变形，使得锁紧螺母71和套筒24与碟形弹簧72之间滑动接触而导致相互的滑动接触面产生磨损。止推板73、74使用了硬度大于等于碟形弹簧72的材料，以避免止推板73、74容易因碟形弹簧72而受到损伤。例如，与碟形弹簧相同，止推板73、74为不锈钢等金属制部件。

因为在固定机构70中使用了碟形弹簧72，所以能够收到下述效果。

若锁紧螺母71以朝套筒24一侧前进的方式被拧紧到轴31的外螺纹部31a上，锁紧螺母71就会从与套筒24相对的一侧推压碟形弹簧72。并且，受到锁紧螺母71推压的碟形弹簧72将套筒24推向轴31的轴侧锥部35。其结果是，套筒24由碟形弹簧72和轴侧锥部35夹持，其在轴31的轴向上的移动受到限制。也就是说，套筒24与轴31固定在一起。

此外，当欲将套筒24和轴31固定起来时，若在套筒24的套筒侧锥部25接触到轴31的轴侧锥部35的状态下，锁紧螺母71以朝套筒24一侧前进的方式被拧紧到轴31上，套筒24在压缩力的作用下几乎未(仅约数μm)产生变形，而与此相对碟形弹簧72则在压缩力的作用下产生了较大(约数mm)的变形。

在螺杆压缩机10的运转过程中，如上所述贮存在高压空间S2下部的高温(例如60℃)冷冻机油流入形成在轴31内部的油通路31b中。为此，轴31的温度有可能也会上升到与流经油通路31b的冷冻机油大致相同的温度。另一方面，由于低压空间S1的温度为低温(例如5℃)，因而套筒24的温度有可能也会成为大致相同的低温。其结果是，轴31与套筒24之间产生温度差，轴31有可能相对于套筒24产生大约数十～数百μm的变形。然而，与将锁紧螺母71拧紧时碟形弹簧72的变形量相比，轴31因热膨胀而相对于套筒24的伸长量较小。为此，在轴31与套筒24之间产生温度差，仅使轴31沿轴向伸长地产生了变形时，也能利用碟形弹簧72维持将套筒24推向轴31的轴侧锥部35的力。

利用图11进一步加以说明。图11(a)示出在套筒24和轴31的温度相同的状态下转子铁芯23周围的状况。当转子铁芯23和轴31的温度相同时，轴31并未因热膨胀而相对于套筒24产生相对的伸长。为此，碟形弹簧72处于在压缩力的作用下产生很大变形，使得碟形弹簧72的套筒24一侧的内表面72a接近止推板73的状态。此外，在此，锁紧螺母71的套筒24一侧的端面、与轴侧锥部35的和套筒侧锥部25抵接的部分中最靠压缩机构30一侧的端部之间的距离(在下文中，仅称作锁紧螺母71与轴侧锥部35之间的距离)用L表示。轴31的轴向上的套筒24的长度(在下文中，仅称作套筒24的长度)用S表示。碟形弹簧72与止推板73、74在轴31的轴向上的厚度总和用C表示。在此，存在L＝S+C这一关系。

图11(b)示出在轴31的温度比套筒24的温度高大约数十℃的状态下转子铁芯23周围的状况。在此，设图11(b)中套筒24的温度与图11(a)中套筒24的温度相同。在图11(b)的状态下，轴31由于热膨胀而会比图11(a)的状态伸长，因而锁紧螺母71与轴侧锥部35之间的距离便成为比L长的L’。图11(b)中套筒24的长度用S’表示。在图11(b)中碟形弹簧72与止推板73、74在轴31的轴向上的厚度总和用C’表示。在此，存在L’＝S’+C’这一关系。

此外，图11(b)中套筒24的长度S’几乎与图11(a)中套筒24的长度S相等。也就是说，能够表示为S’≈S。套筒24的长度未发生变化，而碟形弹簧72的厚度相应地发生了变化，因而S’+C’就会与L’相等。也就是说，在此，由于碟形弹簧72布置在锁紧螺母71与套筒24之间，因而即使在轴31由于热膨胀而相对于套筒24产生了相对的伸长时，在锁紧螺母71与止推板73之间、或者在套筒24与轴侧锥部35之间也不会产生间隙。换言之，因为碟形弹簧72布置在锁紧螺母71与套筒24之间，所以能够抑制轴31因热膨胀而在轴向上产生变形所导致的轴31与套筒24之间的紧固程度下降。

相对于此，假设用锁紧螺母71直接将套筒24推向轴31的轴侧锥部35。此时，由于将锁紧螺母71拧紧到轴31上所产生的套筒24的收缩量约为数μm。另一方面，由于轴31与套筒24之间的温度差所引起的、轴31相对于套筒24的伸长量约为数十～数百μm。为此，与图8的情况相同，在套筒24与锁紧螺母71之间以及/或者在套筒24与轴侧锥部35之间就有可能产生间隙。其结果是，轴31与套筒24之间的紧固程度有可能下降。

如上所述，在本实施方式的螺杆压缩机10中，由于锁紧螺母71被拧紧到轴31上，因而套筒24被碟形弹簧72推压到轴31的轴侧锥部35上。为此，即使在由于热膨胀等原因导致轴31沿轴向伸长地产生了变形的情况下，也能借助碟形弹簧72维持将套筒24推向轴31的轴侧锥部35的力。其结果是，即使轴31由于热膨胀等原因在轴向上产生了变形，也能够抑制轴31与套筒24之间的紧固程度下降。

在本实施方式的螺杆压缩机10中，由于高温冷冻机油在轴31内流动，因而轴31有可能由于热膨胀而沿轴向伸长。然而，即使在轴31由于热膨胀而沿轴向伸长地产生了变形的情况下，也能借助碟形弹簧72维持将套筒24推向轴31的轴侧锥部35的力，因而能够抑制轴31与套筒24之间的紧固程度下降。

在本实施方式的螺杆压缩机10中，转子铁芯23具有永久磁铁26。在此，由于电动机20与交流异步电动机不同，因而在转子铁芯23中没有二次电流流动，转子铁芯23的温度很难升高。为此，与使用二次电流在电动机转子中流动的交流异步电动机的情况相比，轴31的温度容易比转子铁芯23高，因而轴31就有可能相对于套筒24沿轴向相对伸长地产生变形。然而，即使轴31沿轴向伸长地产生变形，也能借助碟形弹簧72维持将套筒24推向轴31的轴侧锥部35的力，因而能够抑制轴31与套筒24之间的紧固程度下降。

在本实施方式的螺杆压缩机10中，套筒24是由钢铁制成的。在此，套筒24由钢铁制成且纵向弹性模量较大，因而在用锁紧螺母71推压着紧固住套筒24时套筒24几乎未产生压缩变形。即使在这种情况下，当轴31因热膨胀相对于套筒24相对伸长地产生了变形时，也能借助碟形弹簧72维持将套筒24推向轴31的轴侧锥部35的力，从而能够抑制旋转轴与套筒之间的紧固程度下降。

在本实施方式的螺杆压缩机10中，轴31是由钢铁制成的。在此，由于轴31也由钢铁制成，因而套筒24的热膨胀系数与轴31几乎相等，若轴31的温度高于套筒24，轴31就会相对于套筒24沿轴向相对伸长地产生变形。然而，即使轴31沿轴向伸长地产生变形，也能借助碟形弹簧72维持将套筒24推向轴31的轴侧锥部35的力，从而能够抑制轴31与套筒24之间的紧固程度下降。

在本实施方式的螺杆压缩机10中，锁紧螺母71在碟形弹簧72的套筒24一侧的内表面72a与套筒24之间的最大距离不在规定距离以下的范围内被拧紧到轴31上。

在此，锁紧螺母71在能够以最佳条件使用碟形弹簧72的范围内被拧紧到轴31上。其结果是，碟形弹簧72能够发挥所希望的性能。

在本实施方式的螺杆压缩机10中，通过在套筒24与碟形弹簧72之间、以及在碟形弹簧72与锁紧螺母71之间分别设置止推板73、74，从而能够防止当碟形弹簧72变形时锁紧螺母71及套筒24与碟形弹簧72之间滑动接触而导致相互的滑动接触面产生磨损。

此外，虽然在本实施方式中将转子铁芯23具有永久磁铁26的电动机作为电动机20，不过并不局限于此，电动机也可以是异步电动机。不过，当电动机为异步电动机时，则具有二次电流在电动机转子中流动而使得温度升高的特性，因而套筒与旋转轴之间的温度差很难变得比较大。为此，当将转子铁芯23具有永久磁铁26的电动机作为电动机20时，本发明的效果会更加显著。

虽然在本实施方式中，在套筒24与碟形弹簧72之间、以及在碟形弹簧72与锁紧螺母71之间分别设置有止推板73、74，不过并不局限于此。也可以不使用其中的任一个止推板，或者不使用这两个止推板。不过，为了防止套筒24、锁紧螺母71及碟形弹簧72的滑动接触面受到磨损，优选设置止推板73、74。

－产业实用性－

综上所述，本发明能够收到能抑制伴随着将电动机与轴拆开重组所产生的偏心这一实用性很高的效果，因而极为有用，并具有很高的产业实用性。

Claims (12)

1.一种螺杆压缩机，其包括电动机(20)和轴(31)，该电动机(20)具有转子铁芯(23)，所述转子铁芯(23)设置在定子(21)内部，并且圆筒状套筒(24)固定在该转子铁芯(23)的中心部，在所述轴(31)的顶端部安装有螺杆转子(40)，并且该轴(31)的基端部插穿该套筒(24)的筒内，设置在该套筒(24)的内周面或者该轴(31)的外周面中的一者上的嵌合凸部(37)嵌入设置在该套筒(24)的内周面或者该轴(31)的外周面中的另一者上的嵌合凹部(24a、32a)中，而使得该轴(31)与该套筒(24)及该转子铁芯(23)一体旋转来让该螺杆转子(40)旋转，其特征在于：

所述轴(31)具有插穿部(32)和主轴部(33)，该插穿部(32)插穿所述套筒(24)的筒内，该主轴部(33)接着该插穿部(32)沿轴向延伸，且该主轴部(33)的外径大于该套筒(24)的内径，

在所述套筒(24)的一端侧的内周缘部，形成有以直径朝该套筒(24)的开口侧扩大的方式倾斜的套筒侧锥部(25)，

在所述轴(31)上形成有轴侧锥部(35)，该轴侧锥部(35)以将该插穿部(32)的外周面和该主轴部(33)的外周面连接起来的方式倾斜并抵接在所述套筒侧锥部(25)上，从而使得所述套筒(24)的中心与该轴(31)的轴心同心。

2.根据权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于：

所述套筒侧锥部(25)形成为：使所述套筒(24)的中心与扩径侧端部的中心同心，

所述轴侧锥部(35)形成为：使所述插穿部(32)的轴心与所述主轴部(33)的轴心同心。

3.根据权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于：

所述插穿部(32)的外径形成为：相对于所述套筒(24)的内径而言小于该内径且存在规定的间隙，

在所述插穿部(32)上的靠所述套筒(24)的另一端侧的位置，设置有外径与该套筒(24)的内径大致相等的嵌合部(32b)。

4.根据权利要求2所述的螺杆压缩机，其特征在于：

所述插穿部(32)的外径形成为：相对于所述套筒(24)的内径而言小于该内径且存在规定的间隙，

在所述插穿部(32)上的靠所述套筒(24)的另一端侧的位置，设置有外径与该套筒(24)的内径大致相等的嵌合部(32b)。

5.根据权利要求3所述的螺杆压缩机，其特征在于：

所述转子铁芯(23)具有：使多块电磁钢板沿轴向重叠起来而形成的层叠钢板(23a)、和分别设置在该层叠钢板(23a)的轴向上的两端部并夹持该层叠钢板(23a)的一对端板(23b)，

所述嵌合部(32b)设置在比所述端板(23b)更靠所述层叠钢板(23a)一侧。

6.根据权利要求4所述的螺杆压缩机，其特征在于：

所述转子铁芯(23)具有：使多块电磁钢板沿轴向重叠起来而形成的层叠钢板(23a)、和分别设置在该层叠钢板(23a)的轴向上的两端部并夹持该层叠钢板(23a)的一对端板(23b)，

所述嵌合部(32b)设置在比所述端板(23b)更靠所述层叠钢板(23a)一侧。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的螺杆压缩机，其特征在于：

所述轴(31)的基端部从所述套筒(24)的与扩径侧端部相反侧的端部突出地延伸，并在该轴(31)的突出侧端部形成有外螺纹部(31a)，

所述套筒(24)由拧紧到所述外螺纹部(31a)上的锁紧螺母(36)、和抵接在所述套筒侧锥部(25)上的所述轴侧锥部(35)夹持。

8.根据权利要求2至6中任一项所述的螺杆压缩机，其特征在于:

所述轴(31)的基端部从所述套筒(24)的与扩径侧端部相反侧的端部突出地延伸，并在该轴(31)的突出侧端部形成有外螺纹部(31a)，

在所述套筒(24)的另一端侧的内周缘部，形成有以直径朝该套筒(24)的开口侧扩大的方式倾斜的套筒侧锥部(25)，并且该套筒侧锥部(25)形成为使该套筒(24)的中心与扩径侧端部的中心同心，

所述螺杆压缩机包括锥环(46)，该锥环(46)形成为环状，所述轴(31)的突出侧端部插穿该锥环(46)，并且在所述锥环(46)的该套筒(24)一侧的外周缘部形成有环侧锥部(45)，该环侧锥部(45)以直径朝该套筒(24)一侧缩小的方式倾斜并抵接在所述套筒侧锥部(25)上，从而使得该套筒(24)的中心与该轴(31)的轴心同心，

所述套筒(24)由所述锥环(46)和所述轴侧锥部(35)夹持，该锥环(46)由拧紧到所述外螺纹部(31a)上的锁紧螺母(36)紧固住，并抵接在另一端侧的所述套筒侧锥部(25)上，所述轴侧锥部(35)抵接在一端侧的该套筒侧锥部(25)上。

9.根据权利要求8所述的螺杆压缩机，其特征在于：

在所述锥环(46)上，形成有该锥环(46)的周向上的一部分被切掉后所形成的切口部(46a)。

10.根据权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于：

所述轴(31)的基端部从所述套筒(24)的另一端部突出地延伸，并在该轴(31)的突出侧端部形成有外螺纹部(31a)，

所述螺杆压缩机包括：

碟形弹簧(72)，其将所述套筒(24)推向所述轴侧锥部(35)、和

锁紧螺母(71)，其被拧紧到所述轴(31)的外螺纹部(31a)上，并在与所述套筒(24)侧相反的一侧支承所述碟形弹簧(72)。

11.根据权利要求10所述的螺杆压缩机，其特征在于：

所述锁紧螺母(71)在所述碟形弹簧(72)的所述套筒(24)一侧的内表面(72a)与所述套筒(24)之间的最大距离不在规定距离以下的范围内被拧紧到所述轴(31)的外螺纹部(31a)上。

12.根据权利要求10或11所述的螺杆压缩机，其特征在于：

所述螺杆压缩机还包括：设置在所述套筒(24)与所述碟形弹簧(72)之间、以及该碟形弹簧(72)与所述锁紧螺母(71)之间的止推板(73、74)。