CN1388319A - 带有滑动轴承的压缩机 - Google Patents

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CN1388319A
CN1388319A CN02120495A CN02120495A CN1388319A CN 1388319 A CN1388319 A CN 1388319A CN 02120495 A CN02120495 A CN 02120495A CN 02120495 A CN02120495 A CN 02120495A CN 1388319 A CN1388319 A CN 1388319A
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椿井慎治
元浪博之
黑木和博
福谷义一
永川圣
河合俊弘
仓挂浩隆
河内繁希
饭田秀慎
太田雅树
樽谷知二
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Abstract

一种压缩机,包括壳体、压缩机构、旋转单元和滑动轴承。压缩机构压缩壳体内的制冷剂。旋转单元驱动压缩机构。滑动轴承支撑于壳体内,同时可旋转地支撑旋转单元。滑动轴承具有基体、多孔金属层和氟树脂层。基体的表面涂有具有固体润滑性能的多孔金属层。在该表面上透过多孔金属层涂有氟树脂层。

Description

带有滑动轴承的压缩机
技术领域
本发明涉及一种带有可旋转地支撑旋转单元或驱动压缩机构的滑动轴承的压缩机。
背景技术
未审查的日本特许公报No.4-81586中公开了这种类型的滑动轴承。在此现有技术中,用作旋转单元将旋转力传递给制冷泵的泵机构的主轴由作为滑动轴承的轴承衬套可旋转地支撑。在此结构中,轴承衬套用于可旋转地支撑主轴。轴承衬套的制造成本比滚动轴承低很多。应注意到在现有技术中轴承衬套由多孔陶瓷制成。
然而,由多孔陶瓷制成的轴承衬套不具备固体润滑性能。另外,由于轴承衬套和主轴之间的间隙预设定得较小,使得主轴由轴承衬套支撑而不会发出异响,因此含在制冷剂中的润滑油几乎不能到达轴承衬套与主轴之间的滑动部分。也就是说,轴承衬套与主轴之间的滑动部分易于磨损。因此,轴承衬套的使用寿命下降。
发明内容
本发明涉及一种制造成本低且使用寿命长的压缩机。
根据本发明,压缩机包括壳体、压缩机构、旋转单元和滑动轴承。压缩机构压缩壳体内的制冷剂。旋转单元驱动压缩机构。滑动轴承支撑于壳体内,同时可旋转地支撑旋转单元。滑动轴承具有基体、多孔金属层和氟树脂层。基体的表面涂有具有固体润滑性能的多孔金属层。该表面透过多孔金属层涂上氟树脂层。
此外,在本发明中,用于可旋转地支撑旋转单元的滑动轴承包括基体、多孔金属层和氟树脂层。多孔金属层涂在基体的表面上。多孔金属层具有固体润滑性能。氟树脂层透过多孔金属层涂在该表面上。
附图说明
在所附权利要求中特别提出了本发明中被认为是新颖的特征。通过参考下面对现有的优选实施例的介绍并结合附图,可以最佳地理解本发明及其目的和优点。在附图中:
图1是表示了根据本发明第一实施例的单头活塞式压缩机的横剖视图;
图2是表示了用于本发明第一优选实施例的单头活塞式压缩机的驱动轴、径向滑动轴承和前壁的局部放大纵剖视图;
图3是表示了用于本发明第一优选实施例的单头活塞式压缩机的径向滑动轴承的典型表面的局部放大视图;
图4是表示了根据本发明第二优选实施例的单头活塞式压缩机的局部横剖视图;
图5是表示了用于本发明第二实施例的单头活塞式压缩机的推力滑动轴承的第一板的透视图;
图6是表示了根据本发明第三优选实施例的双头活塞式压缩机的横剖视图;和
图7是表示了根据本发明第四实施例的螺旋式压缩机的横剖视图。
具体实施方式
下面将参考图1至图3介绍根据本发明第一优选实施例的用于车辆空调机的单头活塞式压缩机。在图1中,图的左侧为前面,图的右侧为后面。
如图1所示,气缸体11、前壳体12、阀板组件13和后壳体14组成了压缩机C的总壳体或压缩机壳体。前壳体12固定在气缸体11的前端。后壳体14通过阀板组件13固定在气缸体11的后端。气缸体11和前壳体12形成了曲轴箱15。驱动轴16可旋转地支撑于压缩机壳体中并延伸穿过曲轴箱15。
仍参考图1,驱动轴16的前端通过径向滑动轴承17支撑于前壳体12中。径向滑动轴承17安装在前壳体12的前壁12A上的通孔12B中。驱动轴16的后端通过径向滑动轴承18支撑于气缸体11中。径向滑动轴承18安装在气缸体11上的通孔11A中。
如图2所示,径向滑动轴承17是将扁平材料弯曲成圆柱形并使扁平材料的一端和另一端在接头17A处相互接触而形成的。径向滑动轴承17插入到前壁12A上的通孔12B中,同时支撑驱动轴16。在这种状态下,驱动轴16的外圆周面与径向滑动轴承17的内圆周面之间的间隙最小,使得驱动轴16可由径向滑动轴承17可旋转地支撑。径向滑动轴承17的外圆周面与通孔12B的内圆周面之间的间隙设计成使径向滑动轴承17的外圆周面尽可能贴附在通孔12B的内圆周面上。径向滑动轴承17的两端在接头17A处的间隙设计成尽可能小。
如图3所示,位于驱动轴16侧的径向滑动轴承17的基体17B的表面涂有透过烧结青铜层17C的氟树脂层17D,例如聚四氟乙烯(PTFE),烧结青铜层17C是具有固体润滑性能的多孔金属层。在第一实施例中,基体17B由铁例如SPCC制成。
仍参考图3,在弯曲径向滑动轴承17之前,在处于扁平状态的基体17B的表面上涂上烧结青铜层17C,然后在烧结青铜层17C上涂上氟树脂层17D,使得一部分氟树脂层17D进入到形成于烧结青铜层17C内的多孔中。未进入多孔中的氟树脂层17D的表面厚度和烧结青铜层17C的厚度分别被预设为约30μm和220μm。
再参考图1,除了在径向和轴向方向上的尺寸有小的差异之外,径向滑动轴承18以与径向滑动轴承17类似的方式构成。此外,径向滑动轴承18也以类似的方式制造。
仍参考图1,驱动轴16的前端经通孔12B延伸到压缩机壳体之外。驱动轴16的前端通过动力传递机构PT与作为外部驱动源的车辆发动机E直接相连。在通孔12B内的径向滑动轴承17的前端设有唇形密封件12C,从而可防止压缩机壳体内的制冷剂经通孔12B泄漏到压缩机壳体外。
在曲轴箱15内,铁制连接板19固定地放置在驱动轴16上并与之一起旋转。驱动轴16和连接板19组成了旋转单元。另外,在曲轴箱15内还设置了用作凸轮盘的旋转斜盘20。旋转斜盘20可滑动地并倾斜地支撑于驱动轴16上,同时通过铰链机构21与连接板19有效地相连。因此,旋转斜盘20可与连接板19和驱动轴16同步旋转,并且沿驱动轴16的轴向滑动且倾斜于该轴。
圆形夹22与驱动轴16接合。在旋转斜盘20与圆形夹22之间设有弹簧23。弹簧23可调节旋转斜盘20相对于与驱动轴16正交的平面的倾斜角。也就是说,弹簧23可调节旋转斜盘20的最小倾斜角。
虽然在图1中只表示出了一个气缸24,但在气缸体11中设有多个气缸24,以围绕驱动轴16。在各气缸24内容纳了可作往复运动的单头活塞25。在气缸24内,在活塞25与阀板组件13之间形成了作为压缩区的压缩室。活塞的前侧通过一对支承垫块26与旋转斜盘20的外圆周面接合。因此,当驱动轴16旋转时,旋转斜盘20的末端处的轴向运动通过支承垫块26传递给活塞25。因此,活塞25在各气缸24内往复运动。
活塞25、支承垫块26、旋转斜盘20、铰链机构21与连接板19组成了曲轴机构。曲轴机构、包括气缸24的气缸体11以及驱动轴16组成了压缩机构。
在连接板19与前壳体12的前壁12A之间设有推力滚动轴承27A。推力滚动轴承27A沿推力方向支撑旋转单元,从而承受作用在连接板19上的压缩反作用力。
在通孔11A中设有推力滚动轴承27B。在通孔11A的后端,第二圆形夹22A与气缸体11相接合。在推力滚动轴承27B和第二圆形夹22A之间设有第二弹簧23A。气缸体11通过推力滚动轴承27B、第二弹簧23A和第二圆形夹22A支撑驱动轴16的后端,从而限制了驱动轴16的后端向后移动。
在阀板组件13与后壳体14之间形成了吸气室28和排气室29。当活塞25从上止点运动到下止点时,通过推开阀板组件13上的吸入阀13B,可将吸气室28中的制冷剂经阀板组件13上的吸入端口13A抽入到气缸24内。当活塞25从下止点运动到上止点时,抽入到气缸24内的制冷剂被压缩到预定的压力水平。通过推开阀板组件13上的排出阀13E,可将被压缩的制冷剂经阀板组件13上的排出端口13C引入至排气室29中。
吸气室28通过外部致冷回路30与排气室29相连。外部致冷回路30主要包括冷凝器31、作为减压设备的热膨胀阀32和蒸发器33。热膨胀阀32的开度根据连接在蒸发器33的出口或下游端的温度反应管34所检测到的温度和压力来控制。热膨胀阀32将与冷却负载相对应的一定量液态制冷剂供应给蒸发器33,从而调节在外部致冷回路30内循环的制冷剂量。蒸发器33的出口通过第一循环管35与压缩机C内的吸气室28相连。压缩机C内的排气室29通过第二循环管36与冷凝器31的入口相连。
排气室29内的制冷剂被引入外部致冷回路30中。在外部致冷回路30中利用制冷剂进行热交换。外部致冷回路30内的制冷剂被引入吸气室28中,再被抽入气缸24的压缩室内并在此处被压缩,然后被排到排气室29中。此循环重复进行。
在气缸体11和阀板组件13内设有排放通道37,其可将曲轴箱15与吸气室28相连。另外,在气缸体11、阀板组件13和后壳体14中设有供给通道38,可将排气室29与曲轴箱15相连。在供给通道38内设有控制阀39,从而调节供给通道38的开度。
排气室29内的制冷剂趋于经供给通道38流入曲轴箱15内。同时,曲轴箱15内的制冷剂趋于经排放通道37流入吸气室28内。曲轴箱15内的压力Pc或曲轴压力Pc通过调节控制阀39的开度而决定。曲轴压力Pc与施加在活塞25上的压缩室内压力之间的压力差根据曲轴压力Pc而变化。此时,旋转斜盘20的倾斜角改变,活塞25的行程量也改变。因此,可以调节排量。
在第一实施例中,吸气室28、吸入端口13A、气缸24、排出端口13C和排气室29组成了压缩机壳体内的致冷路径。
下面将介绍上述单头活塞式压缩机C的操作。如图1所示,当车辆发动机E的驱动力通过动力传递机构PT传递给驱动轴16时,旋转斜盘20随同驱动轴16一起旋转。当旋转斜盘20旋转时,各活塞25以对应于旋转斜盘20的倾斜角的行程量在气缸24内作往复运动。因此,制冷剂被吸入气缸24内,在其中被压缩,然后排出。
仍参考图1,当控制阀39的开度减小时,通过供给通道38从排气室29运动至曲轴箱15的高压制冷剂的量也减少。因此,曲轴压力Pc也减小。此时,旋转斜盘20的倾斜角增大。也就是说,压缩机C的排量增大。相反,当控制阀39的开度增大时,通过供给通道38从排气室29运动至曲轴箱15的高压制冷剂的量也增加。因此,曲轴压力Pc也增大。此时,旋转斜盘20的倾斜角减小。也就是说,压缩机C的排量减小。
如图2和图1所示,驱动轴16相对具有固体润滑性能的径向滑动轴承17的氟树脂层17D滑动。因此,驱动轴16几乎不磨损。即使氟树脂层17D磨损,径向滑动轴承17露出同样具有固体润滑性能的烧结青铜层17C。因此,驱动轴16相对径向滑动轴承17的烧结青铜层17C滑动。因此,驱动轴16相对径向滑动轴承17滑动,从而保持不被磨损。驱动轴16也以类似的方式相对径向轴承18滑动,从而保持不被磨损。
在第一实施例中,可得到下述效果(1)至(5)。
(1)如图1所示,采用径向滑动轴承17在轴向方向上支撑旋转单元,这样与滚动轴承相比降低了制造成本。由于在驱动轴16与基体17B之间设有氟树脂层17D与烧结青铜层17C,驱动轴16可相对径向滑动轴承17滑动而不磨损。因此,压缩机C的使用寿命相对而言得以延长。另外,由于基体17B上涂有氟树脂层17D和烧结青铜层17C,使得氟树脂层17D进入到烧结青铜层17C内的多孔中,因此氟树脂层17D几乎不会从径向滑动轴承17上脱落。
(2)如图3所示,采用具有优良固体润滑性能的烧结青铜层17C作为多孔金属层。即使径向滑动轴承17的氟树脂层17D发生磨损,则露出烧结青铜层17C。因此,径向滑动轴承17保持了优良的固体润滑性能。
(3)采用PTFE作为氟树脂层17D。由于PTFE在氟树脂层17D中具有较优良的固体润滑性能,因此径向滑动轴承17能较充分地对驱动轴16进行润滑。
(4)径向滑动轴承17插入通孔12B中,同时支撑驱动轴16。在这种状态下,驱动轴16的外圆周面与径向滑动轴承17的内圆周面之间的间隙最小,使得驱动轴16由径向滑动轴承17可旋转地支撑。径向滑动轴承17的外圆周面与通孔12B的内圆周面之间的间隙设计成使径向滑动轴承17的外圆周面尽可能贴附在通孔12B的内圆周面上。径向滑动轴承17的两端部在径向滑动轴承17的接头17A处的间隙设计成尽可能小。因此,在通孔12B内,径向滑动轴承17与唇形密封件12C之间的空间的压力可容易地保持在小于曲轴压力Pc。因此,作用在唇形密封件12C上的可防止制冷剂经通孔12C泄漏出压缩机之外的负载减小。
(5)径向滑动轴承17设置在不在致冷路径内的曲轴箱15中。具体地说,径向滑动轴承17位于通孔12B内。在曲轴箱15内,由于制冷剂没有被较充分地润滑,因此包含在制冷剂中的雾状润滑油也没有被充分地润滑。然而,径向滑动轴承17具有固体润滑性能。因此,即使在曲轴箱15内,径向滑动轴承17也可抑制径向滑动轴承17与驱动轴16之间的滑动部分的磨损。也就是说,在第一实施例的压缩机C中可有效地采用径向滑动轴承17。
根据本发明的径向滑动轴承17的上述效果(1)至(5)可以类似的方式用于径向滑动轴承18。
下面将参考图4和图5介绍根据本发明第二优选实施例的车辆空调机中的单头活塞式压缩机C。在第二优选实施例中,采用推力滑动轴承代替第一实施例的推力滚动轴承27A。第二优选实施例的其它部件与第一实施例的相同。第二优选实施例中与第一优选实施例基本相同的部件采用相同的标号,并省略了重复的描述部分。在图4中,图的左侧为前面,图的右侧为后面。
如图4所示,在前壳体12的前壁12A与连接板19之间设有推力滑动轴承41,以代替推力滚动轴承27A。推力滑动轴承41由第一板42与第二板43组成。具有环形铁基体的第一板42固定在连接板19上。具有环形铁基体的第二板43固定在前壁12A上。图5显示了平的环形第一板42的结构。
参考图4和图5,第一板42的外径被预定为略小于第二板43的外径。第一板42具有扁平基体。扁平基体上朝向第二板43的表面或扁平基体的前表面以类似于第一实施例的径向滑动轴承17和18的方式透过作为多孔金属层的烧结青铜层涂上氟树脂层。在第二实施例中采用PTFE。
第二板43上朝向第一板42的表面或第二板43的后表面通过打磨而被平整。由于第一板42的前表面与第二板43的后表面可滑动地接触,因此可调节旋转单元沿推力方向的向前运动。
在第二实施例中,可得到上述效果(1)至(5)。此外还可得到下面的效果(6)和(7)。
(6)采用推力滑动轴承41作为支撑旋转单元的在压缩机构内所产生的压缩反作用力通过连接板19作用侧的轴承,因而其成本较推力滚动轴承27A要低。由于第一板42具有氟树脂层和烧结青铜层,推力轴承41不易被磨损。因此,压缩机C的使用寿命得以延长。另外,由于第一板42的扁平基体上涂有透过烧结青铜层的氟树脂层,使得一部分氟树脂层进入到烧结青铜层内的多孔中,因此氟树脂层几乎不会从扁平基体上脱落。
(7)推力滑动轴承41设置在不在致冷路径内的曲轴箱15中。在曲轴箱15内,由于制冷剂没有被较充分地润滑,因此包含在制冷剂中的雾状润滑油也没有被充分地润滑。然而,推力滑动轴承41具有固体润滑性能。因此,即使在曲轴箱15内,推力滑动轴承41也可抑制第一板42和第二板43之间的滑动部分的磨损。也就是说,在第二实施例的压缩机C中可有效地采用推力滑动轴承41。
下面将参考图6介绍根据本发明第三优选实施例的车辆空调机中的双头活塞式压缩机。在第三优选实施例中,沿轴向方向支撑旋转单元的径向滑动轴承以类似于第一和第二实施例中的方式构成。第三优选实施例中的其它部件与第一和第二实施例中的相同。第三优选实施例中与第一和第二优选实施例基本相同的部件采用相同的标号,并省略了重复的描述部分。在图6中,图的左侧为前面,图的右侧为后面。
如图6所示,一对气缸体51相互固定在一起。前壳体52通过阀板组件54固定在气缸体51的前侧,后壳体53通过阀板组件54固定在气缸体51的后侧。
仍参考图6,通孔55穿过前壳体52和气缸体51,并到达后壳体53。在通孔55内插入了贯穿螺栓56。位于贯穿螺栓56的末端的螺纹部分56A拧入后壳体53的螺纹孔55A中。前壳体52、气缸体51和后壳体53通过贯穿螺栓56固定,从而形成压缩机的构造。
作为旋转轴的铁制驱动轴57通过一对径向滑动轴承17和18可旋转地支撑于气缸体51和前壳体52的中心。径向滑动轴承17和18以类似于第一实施例中的方式构成。径向滑动轴承17和18分别位于气缸体51中心处的一对支撑孔51A内,以便与由这对气缸体51所形成的曲轴箱58相通。
插入相应的支撑孔51A内的径向滑动轴承17支撑了驱动轴57。在这种状态下,驱动轴57的外圆周面与径向滑动轴承17的内圆周面之间的间隙最小,使得驱动轴57由径向滑动轴承17可旋转地支撑。径向滑动轴承17的外圆周面与通孔51A的内圆周面之间的间隙设计成使径向滑动轴承17的外圆周面尽可能贴附在通孔51A的内圆周面上。径向滑动轴承17的两端部在径向滑动轴承17的接头17A处的间隙设计成尽可能小。插入相应的支撑孔51A内的径向滑动轴承18以类似方式支撑驱动轴57。
驱动轴57的前端通过位于前壳体52的中心处的通孔52A延伸到压缩机的壳体之外。驱动轴57的前端通过图中未示出的动力传递机构可操作地与外部驱动源例如车辆发动机相连。因此,外部驱动源的驱动力传递给驱动轴57。
气缸体51的前侧上的通孔52A和通孔51A通过阀板组件54的前侧上的通孔而彼此相通。在通孔52A中设有唇形密封件52B,从而可防止压缩机壳体内的制冷剂经通孔52A泄漏到压缩机壳体外。
在气缸体51中设有多个气缸51B,其围绕着驱动轴57。在各气缸51B内容纳了可作往复运动的双头活塞59。在气缸51B中,在活塞59与阀板组件54之间形成了作为压缩区的压缩室51C。
曲轴箱58与图中未示出的外部致冷回路相连,从而组成了吸入压力区。也就是说,曲轴箱58组成了在压缩机壳体内的致冷路径。在具有圆柱形凸缘60A的旋转斜盘60的中心设有通孔。驱动轴57固定地安装在曲轴箱58中的通孔内。旋转斜盘60的外圆周通过一对支承垫块61与活塞59的中部相接合。驱动轴57与旋转斜盘60组成了旋转单元。
在驱动轴57上设有一对推力滚动轴承62,使得气缸体51分别通过推力滚动轴承62将旋转斜盘60的圆柱形凸缘60A夹在中间。活塞59在驱动轴57的旋转作用下通过旋转斜盘60在气缸51B内作往复运动。
支承垫块61和旋转斜盘60组成了曲轴机构。曲轴机构、包括气缸51B的气缸体51、活塞59以及驱动轴57组成了压缩机构。
在前壳体52和后壳体53内的外圆周侧形成了吸气室63。吸气室63通过图中未示出的连通孔与通孔55相通,并通过通孔55与曲轴箱58相连。在前壳体52和后壳体53内的内圆周侧分别形成了排气室64。排气室64与外部致冷回路相连。
在阀板组件54内形成了多个与相关吸气室63对应的吸入端口65。在阀板组件54内还设有用于打开和关闭吸入端口65的吸入阀66。当活塞59从上止点运动到下止点时,吸入阀66打开。此时,吸气室63内的制冷剂被抽入压缩室51C中。
另外,在阀板组件54内还形成了多个与相关排气室64对应的排出端口67。在阀板组件54内还设有用于打开和关闭排出端口67的排放阀66。当活塞59从下止点运动到上止点时,排放阀68打开。此时,压缩室51C内的制冷剂被压缩至预定的压力并排放到排气室64中。
在第三实施例中,曲轴箱58、通孔55、吸气室63、吸入端口65、压缩室51C、排出端口67和排气室64组成了压缩机壳体内的致冷路径。致冷路径内的各个部分由包含在致冷路径内的制冷剂中的雾状润滑油润滑。也就是说,在组成致冷路径的曲轴箱58中,驱动轴57相对于径向滑动轴承17和18的具有固体润滑性能的氟树脂层和烧结青铜层滑动,并且也被润滑油润滑。
在第三实施例中,可得到上述效果(1)至(3)。另外,还可得到下面的效果(8)和(9)。
(8)径向滑动轴承17插入通孔51A中,同时支撑驱动轴57。在这种状态下,驱动轴57的外圆周面与径向滑动轴承17的内圆周面之间的间隙最小,使得驱动轴57由径向滑动轴承17可旋转地支撑。径向滑动轴承17的外圆周面与通孔51A的内圆周面之间的间隙设计成使径向滑动轴承17的外圆周面尽可能贴附在通孔51A的内圆周面上。径向滑动轴承17的两端部在径向滑动轴承17的接头17A处的间隙设计成尽可能小。因此,在通孔51A内,径向滑动轴承17与唇形密封件52B之间的空间内的压力可容易地保持在小于曲轴箱58中的压力。因此,作用在唇形密封件52B上的可防止制冷剂经通孔51A泄漏出压缩机之外的负载减小。插入通孔51A中的径向滑动轴承18以类似的方式支撑驱动轴57。
(9)径向滑动轴承17和18设在构成压缩机壳体内的致冷路径的曲轴箱58中。具体地说,径向滑动轴承17和18位于通孔51A中。因此,驱动轴57与径向滑动轴承17和18之间的滑动部分通过具有固体润滑性能的径向滑动轴承17和18以及含在致冷路径内制冷剂中的雾状润滑油而得到有效的润滑。
下面将参考图7介绍根据本发明第四优选实施例的螺旋式压缩机。在第四优选实施例中采用了径向滑动轴承。
如图7所示,在固定涡壳71上固定了中央壳体72。在中央壳体72上固定了电动机壳体73。固定涡壳71、中央壳体72和电动机壳体73构成了第四实施例的压缩机壳体。
仍参考图7,作为旋转轴的铁制轴74分别由径向滑动轴承75和76可旋转地支撑于中央壳体72和电动机壳体73中。曲轴74A与轴74形成一体。电动机壳体73和中央壳体72形成了电动机室78。
在曲轴74A上支撑了平衡块79。轴74和平衡块79组成了旋转单元。在中央壳体72和固定涡壳71之间与固定涡壳71相对地设置了可动涡壳80。可动涡壳80通过径向滑动轴承81和衬套82由曲轴74A可相对旋转地支撑。可动涡壳80具有可动底板80A和从可动底板80A上延伸出的可动螺旋壁80B。固定涡壳71具有固定底板71A和从固定底板71A上延伸出的固定螺旋壁71B。可动螺旋壁80B和固定螺旋壁71B在可动涡壳80和固定涡壳71之间相互接合。
从可动底板80A中向后突出了凸缘80C,在图中是从可动底板80A上向左突出。在凸缘80C内安装了基本为圆柱形的衬套82。在凸缘80C内容纳了径向滑动轴承81。径向滑动轴承81的内圆周面相对曲轴74A的外圆周面滑动。
固定底板71A、固定螺旋壁71B、可动底板80A和可动螺旋壁80B形成了作为压缩区的压缩室77。压缩室77的容积随着可动涡壳80的旋转而减小。
在中央壳体72的前侧或图中中央壳体72的右侧设置了处于基本同一圆周上的多个凹槽72A。在第四实施例中设置了四个凹槽。在各凹槽72A内容纳有环形件83。在中央壳体72上固定了固定销84。在可动涡壳80上固定了可动销85。固定销84和可动销85插入各环形件83内。可动涡壳80随同曲轴74A的旋转而围绕固定涡壳71的轴线旋转,同时环形件83、固定销84和可动销85防止了可动涡壳80的自旋转。
定子86固定在电动机壳体73的内圆周面上。转子87固定在轴74的外圆周面上并与定子86相对。定子86和转子87构成了电动机。转子87和轴74通过供电给定子86而整体地旋转。
可动涡壳80的可动底板80A具有基本位于其中央的排出端口80D。在可动底板80A中设置了与排出端口80D相对应的浮阀88。排出端口80D通过浮阀88与凸缘80C内或排气室89内的空间相通。轴74具有位于径向滑动轴承75附近且从轴中穿过的第一通道74B,以连通排气室89和电动机室78。轴74具有位于径向滑动轴承76附近且从轴中穿过的第二通道74C,以连通电动机室78和电动机壳体73的外部。当可动涡壳80围绕固定涡壳71的轴线旋转时,制冷剂通过固定涡壳71中的入口71C引入压缩室77,经排出端口80D、排气室89、第一通道74B、电动机室78和第二通道74C,并经穿过电动机壳体73的端壁73A而形成的出口73B流出压缩机壳体外。也就是说,排气室89、第一通道74B、电动机室78和第二通道74C是压力基本上等于排气室89内压力的高压区。
中央壳体72具有沿着可动涡壳80的后表面朝轴74的轴线延伸的延伸部分72B。延伸部分72B延伸得比固定涡壳71的最远端内圆周面更接近轴74的轴线。在延伸部分72B上朝向可动涡壳80的后表面的表面上设有横截面基本为正方形的环形槽72C。在环形槽72C中设置了环形密封圈90,从而将可动涡壳80的后部的其余部分分隔成空间91和低压区92。低压区92的压力与所引入的制冷剂的压力基本相等。
中央壳体72具有带底部的基本为圆柱形的分隔壁72D。分隔壁72D从延伸部分72B的最里端延伸出,包围了可动涡壳80的凸缘80C和平衡块79。径向滑动轴承75插入到分隔壁72D的中心处的通孔72E中。径向滑动轴承75的内圆周面相对轴74的外圆周面滑动。
径向滑动轴承75,76和插入衬套82中的径向滑动轴承81以类似于第一实施例中的方式构成。也就是说,除了径向和轴向方向的尺寸外,径向滑动轴承75,76和81以类似于第一实施例中的方式构成。此外,径向滑动轴承75,76和81以类似于第一实施例中的方式制造。
当轴74插入径向滑动轴承75和81中时,径向滑动轴承75和81分别插入通孔72E和衬套82中。具体地说,曲轴74A插入径向滑动轴承81中。在这种状态下,轴74的外圆周面与径向滑动轴承75,81的内圆周面之间的间隙最小,使得轴74由径向滑动轴承75,81可旋转地支撑。径向滑动轴承75的外圆周面与通孔72E的内圆周面之间的间隙,以及径向滑动轴承81的外圆周面与衬套82的内圆周面之间的间隙设计成使径向滑动轴承75,81的外圆周面尽可能分别贴附在通孔72E和衬套82的内圆周面上。径向滑动轴承75的两端部在径向滑动轴承75的接头处的间隙设计成尽可能小。同样,径向滑动轴承75的两端部在径向滑动轴承81的接头处的间隙设计成尽可能小。
在凸缘80C的外圆周面与分隔壁72D的内圆周面之间形成了空间91。由于在通孔72E和轴74之间设有径向滑动轴承75,因此空间91与电动机室78基本上隔开。由于在衬套82和曲轴74A之间设有径向滑动轴承81,排气室89与空间91基本上隔开。也就是说,径向滑动轴承75和81被设置成用来在压力下在压缩机内隔出空间。另外,由于在凸缘80C上安装了衬套82,排气室89通过衬套82与凸缘80C之间的间隙与空间91隔开。
当高压区例如电动机室78和排气室89内的制冷剂经径向滑动轴承75,81和轴74之间的微小间隙泄漏到空间91内时,空间91内的压力由图中未示出的控制阀控制。因此,空间91内的压力比高压区内的压力低。因而,空间91可保持高压区和低压室92之间的压力。
由于压力较高压区低的空间91设置在可动涡壳80的后表面上,因此减小了由施加在可动涡壳80的后表面上的压力所引起的、沿固定涡壳71的轴向且朝向固定涡壳71而施加在可动涡壳80上的负载。因此,可动涡壳80可围绕固定涡壳71的轴线平滑地旋转。因此减小了可动涡壳80的机械损失。
另外,由于涂有烧结青铜层和氟树脂层的径向滑动轴承75,81具有优良的固体润滑性能,因此可抑制径向滑动轴承75,81与轴74之间的滑动部分的磨损。这样便阻止了滑动部分之间的间隙增大。因而,高压区和空间91在压力下保持隔开。
固定涡壳71、可动涡壳80、中央壳体72、环形件83、固定销84、可动销85、衬套82、径向滑动轴承75和81、轴74以及平衡块79组成了螺旋式压缩机构。
在第四实施例中,可得到上述效果(1)至(3)。此外,还可得到如下效果(10)。
(10)径向滑动轴承81设置在排气室89和空间91之间,使得排气室89在压力下通过径向滑动轴承81与空间91隔开。径向滑动轴承75设置在电动机室78和空间91之间,使得电动机室78在压力下通过径向滑动轴承75与中等压力的空间91隔开。由于表面涂有烧结青铜层和氟树脂层的径向滑动轴承75,81具有优良的固体润滑性能,因此可抑制径向滑动轴承75,81与轴74之间的滑动部分的磨损。因此,在径向滑动轴承75,81与轴74之间形成了优良的密封,并容易保持高密封性能。也就是说,排气室89可在压力下与空间91有效地隔开,无须使用另外的密封。电动机室78也可在压力下与空间91有效地隔开,无须使用另外的密封。
在本发明中,还进行了下列的实施例。在第二实施例中,第一板42可固定在前壁12A上,使其可滑动地直接与连接板19接触。在此结构中省略了第二板43。因此,制造成本可下降很多。在此情况下,与第一板42接触的连接板19的滑动表面最好为光滑且平直的。此时,连接板19的光滑平直的滑动表面与第一板42之间的滑动部分的磨损相对受到抑制。因此,可延长压缩机C的使用寿命。
另外,在第二实施例中,可设置推力滑动轴承来代替推力滚动轴承27B,以限制驱动轴16向后运动。
另外,在第二实施例中,可采用径向滑动轴承17,18和推力滑动轴承41作为滑动轴承。然而,也可只采用推力滑动轴承41作为滑动轴承。
在第三实施例中,可采用具有与第二实施例中的推力滑动轴承41相似结构的推力滑动轴承来代替推力滚动轴承62,以便沿推力方向调节驱动轴57和旋转斜盘60。在这种情况下,制造成本可下降较多。
另外,在第三实施例中,可采用径向滑动轴承17和18作为滑动轴承。然而,也可只采用用于替代推力滚动轴承62的第二实施例中的推力滑动轴承41作为滑动轴承。
在第一至第三实施例中,驱动轴16,57的外圆周面与径向滑动轴承17,18的内圆周面之间的间隙无需最小化到使驱动轴16,57可由径向滑动轴承17,18可旋转地支撑的程度。这些间隙可预设成大于使驱动轴16,57由径向滑动轴承17,18可旋转地支撑的程度。
在第一至第三实施例中,径向滑动轴承17的外圆周面与通孔12B和支撑孔51A的内圆周面之间的间隙设计成使径向滑动轴承17的外圆周面尽可能贴附在通孔12B和支撑孔51A的内圆周面上。在径向滑动轴承17的接头17A处,径向滑动轴承17的两端的间隙设计成尽可能小。然而,径向滑动轴承17的外圆周面无需贴附在通孔12B和支撑孔51A的内圆周面上。在径向滑动轴承17的接头17A处,径向滑动轴承17两端的间隙可设计成大于使驱动轴16,57由径向滑动轴承17可旋转地支撑的程度。
在第四实施例中,可在凸缘80C与衬套82之间、衬套82与径向滑动轴承81之间以及径向滑动轴承81与曲轴74A之间分别形成间隙,以允许制冷剂在排气室89与空间91之间流动。另外,可在通孔72E与径向滑动轴承75之间以及在径向滑动轴承75与轴74之间形成间隙,以允许制冷剂在电动机室78与空间91之间流动。当高压区内的压力因这些间隙而降低时,空间91内的压力低于高压区内的压力。在这种情况下,可以减小由施加在可动涡壳80的后表面上的压力所引起的、沿固定涡壳71的轴向朝向固定涡壳71的施加在可动涡壳80上的负载。
另外,在第四实施例中,可采用径向滑动轴承75,76和81作为滑动轴承。然而,也可采用径向滑动轴承75和76或者径向滑动轴承81作为滑动轴承。
在上述所有实施例中,氟树脂层可采用不同于PTFE的其它材料。
在上述所有实施例中,可采用不同于青铜的其它材料如铅作为具有固体润滑性能的多孔金属层。考虑到环境保护的因素,应尽可能避免使用铅。
在上述所有实施例中,用作径向滑动轴承17,18,75,76和81的基体的铁板可采用除SPCC之外的其它材料。
在上述所有实施例中,径向滑动轴承17,18,75,76和81可通过弯曲铁板而形成。然而,用于形成径向滑动轴承17,18,75,76和81的方法不限于上述方法。例如,可通过铸造形成圆柱形基体,然后在圆柱形基体的内圆周面上透过多孔金属层涂上氟树脂层。
现有的示例和优选实施例被视为是说明性的和非限制性的,本发明不限于此处所述的具体细节,而是可在所附权利要求的范围内进行修改。

Claims (24)

1.一种压缩机,其包括:
壳体;
位于所述壳体内的用于压缩制冷剂的压缩机构;
用于驱动所述压缩机构的旋转单元;和
支撑于所述壳体内的滑动轴承,所述滑动轴承可旋转地支撑所述旋转单元,所述滑动轴承包括:
基体,
涂在所述基体的表面上的多孔金属层,所述多孔金属层具有固体润滑性能,和
透过所述多孔金属层涂在所述表面上的氟树脂层。
2.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述滑动轴承是可在径向上支撑所述旋转单元的径向滑动轴承。
3.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述滑动轴承是在推力方向支撑所述旋转单元的推力滑动轴承,其中所述推力滑动轴承设置成可承受由所述所述压缩机构通过所述旋转单元所产生的压缩反作用力。
4.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述滑动轴承可在压力下将所述壳体的内部隔开。
5.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述多孔金属层由青铜制成。
6.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述氟树脂层为聚四氟乙烯(PTFE)。
7.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述多孔金属层为烧结青铜层,所述氟树脂层为PTFE,其中未进入形成于所述烧结青铜层内的多孔中的所述PTFE的表面厚度和所述烧结青铜层的厚度分别预设为约30μm和220μm。
8.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述旋转单元由铁制成。
9.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述基体由铁制成。
10.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述压缩机构包括多个气缸、位于各所述气缸内的活塞以及根据所述旋转单元的旋转而使所述活塞在各所述气缸内往复运动的曲轴机构,所述壳体包括用于容纳所述曲轴机构和所述滑动轴承的曲轴箱,制冷剂被所述压缩机构压缩并引入所述曲轴箱中,通过调节所述曲轴箱内的压力可改变所述活塞的行程量。
11.根据权利要求10所述的压缩机,其特征在于,所述活塞是单头活塞,所述曲轴机构包括铰链机构,所述旋转单元的旋转由所述曲轴机构通过所述铰链机构传递给所述单头活塞。
12.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述压缩机构包括多个气缸、位于各所述气缸内的活塞、以及根据所述旋转单元的旋转而使所述活塞在各所述气缸内往复运动的曲轴机构,所述壳体包括用于容纳所述曲轴机构和所述滑动轴承的曲轴箱,所述曲轴箱组成了所述壳体内的致冷路径。
13.根据权利要求12所述的压缩机,其特征在于,所述活塞是可在所述活塞的两端压缩所述制冷剂的双头活塞,所述曲轴机构设置在所述活塞的两端之间。
14.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述压缩机构为螺旋式压缩机构。
15.根据权利要求14所述的压缩机,其特征在于,所述压缩机还包括用于驱动所述螺旋式压缩机构的电动机。
16.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述旋转单元包括驱动轴、连接板和旋转斜盘的至少其中之一。
17.一种可旋转地支撑旋转单元的滑动轴承,其包括:
基体,
涂在所述基体的表面上的多孔金属层,所述多孔金属层具有固体润滑性能,和
透过所述多孔金属层涂在所述表面上的氟树脂层。
18.根据权利要求17所述的滑动轴承,其特征在于,所述滑动轴承是可在径向上支撑所述旋转单元的径向滑动轴承。
19.根据权利要求17所述的滑动轴承,其特征在于,所述滑动轴承是可在推力方向上支撑所述旋转单元的推力滑动轴承。
20.根据权利要求17所述的滑动轴承,其特征在于,所述多孔金属层由青铜制成。
21.根据权利要求17所述的滑动轴承,其特征在于,所述氟树脂层为PTFE。
22.根据权利要求17所述的滑动轴承,其特征在于,所述多孔金属层为烧结青铜层,所述氟树脂层为PTFE。
23.根据权利要求17所述的滑动轴承,其特征在于,所述旋转单元由铁制成。
24.根据权利要求17所述的滑动轴承,其特征在于,所述基体由铁制成。
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