旋转式压缩机转让专利

申请号 : CN200680037371.0

文献号 : CN101283183B

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相似专利:

发明人 : 清水孝志芝本祥孝古庄和宏外岛隆造增田正典

申请人 : 大金工业株式会社

摘要 :

本发明公开了一种旋转式压缩机。成为可动侧的汽缸(60)通过偏心部(25)连结在被主轴承(45)支撑的驱动轴(23)上。并且,成为固定侧的环状活塞(43)在前封头(40)与主轴承(45)构成为一体。

权利要求 :

1.一种旋转式压缩机,包括偏心旋转型活塞机构、驱动轴和使上述驱动轴旋转的驱动机构,该偏心旋转型活塞机构具有汽缸、环状活塞和叶片,该汽缸具有环状汽缸室,该环状活塞被收纳在汽缸室中并偏心于该汽缸且将汽缸室分隔为外侧汽缸室和内侧汽缸室,该叶片被配置在上述汽缸室且将各汽缸室分隔为高压室和低压室,并且上述汽缸和环状活塞中的一方成为可动侧而另一方成为固定侧,该汽缸和环状活塞相对地进行偏心旋转运动,上述驱动轴与上述汽缸及环状活塞中的成为可动侧的一方连结起来,其特征在于:在上述偏心旋转型活塞机构的驱动机构侧,设置了旋转自如地支撑上述驱动轴的主轴承,上述主轴承与上述汽缸及环状活塞中的成为固定侧的一方形成为一体,以与上述驱动机构之间夹持着上述偏心旋转型活塞机构的方式在该驱动机构的轴方向相反侧,设置了旋转自如地支撑驱动轴的副轴承,上述主轴承和上述驱动轴之间的轴承间隙比上述副轴承和上述驱动轴之间的轴承间隙小。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于:

上述驱动轴以贯通偏心旋转型活塞机构的方式延伸,

上述主轴承的轴承长度比上述副轴承的轴承长度长。

3.根据权利要求1或2所述的旋转式压缩机,其特征在于:

该旋转式压缩机包括机壳,在该机壳中收纳了上述偏心旋转型活塞机构、驱动轴以及驱动机构,并且在该机壳中充满了该偏心旋转型活塞机构的喷出流体,在上述机壳上连接有喷出管,该喷出管用来使喷出流体从该机壳内的比偏心旋转型活塞机构偏向驱动机构侧的空间导出,在上述汽缸及活塞中的成为固定侧的一方、与上述主轴承一体形成的固定侧部件上,设置了偏心旋转型活塞机构的喷出口。

说明书 :

技术领域

本发明关于一种旋转式压缩机,特别是涉及一种在汽缸所具有的环状汽缸室中设置了将该汽缸室分隔为外侧汽缸室和内侧汽缸室的环状活塞、且汽缸和环状活塞相对地进行偏心旋转运动的旋转式压缩机。

背景技术

迄今为止,作为在同一平面上具有多个汽缸室的旋转式压缩机来说,活塞和汽缸相对进行偏心旋转来对制冷剂进行压缩的压缩机已为众所周知。
例如,在专利文献1中公开了图8及图9(图8的X-X线剖面图)所示的压缩机。该压缩机100为在密封型机壳110中收纳了压缩机构120和电动机(省略图示),该电动机作为驱动该压缩机构120的驱动机构。
上述压缩机构120包括具有环状汽缸室C1、C2的汽缸121、和设置在该汽缸室C1、C2中的环状活塞122。上述汽缸121包括彼此被设置在同一圆心上的外汽缸部124和内汽缸部125,在外汽缸部124和内汽缸部125之间形成了上述汽缸室C1、C2。
上述环状活塞122被构成为该环状活塞122通过圆形的活塞基座(piston base)160与连结在无图示的电动机上的驱动轴133的偏心部133a相连结,并将驱动轴133的轴心作为偏心旋转中心进行旋转。此外,上述驱动轴133被介于压缩机构120和电动机之间的轴承部件145的主轴承145a旋转自如地支撑。并且,上述汽缸121由联结用螺钉152固定在位于该汽缸121上侧的机壳盖151上。
还有,上述环状活塞122被构成为该环状活塞122的外周面在保持极微小间隙的情况下与外汽缸部124的内周面进行实质线接触,该环状活塞122的内周面在保持极微小间隙的情况下与内汽缸部125的外周面进行实质线接触,与此同时相对于汽缸121的中心进行偏心旋转运动。
在上述环状活塞122的外侧设置了外侧叶片123A,在该环状活塞122的内侧设置了位于外侧叶片123A延长线上的内侧叶片123B。上述外侧叶片123A被插入到在外汽缸部124形成的叶片槽中。并且,该外侧叶片123A被推向环状活塞122的径向内侧,该外侧叶片123A的顶端压接在环状活塞122的外周面。另一方面,上述内侧叶片123B被插入到在内汽缸部125形成的叶片槽中。并且,该内侧叶片123B被推向环状活塞122的径向外侧,该内侧叶片123B的顶端压接在环状活塞122的内周面。
这样一来,上述外侧叶片123A及内侧叶片123B分别将外侧汽缸室C1和内侧汽缸室C2分隔为高压室和低压室。并且,在该压缩机100中,伴随着环状活塞122的偏心旋转运动,在各汽缸室C1、C2的各低压室C1-Lp、C2-Lp对流体进行吸入,同时在各高压室C1-Hp、C2-Hp对流体进行压缩。
专利文献1:专利公开平6-288358号公报
(发明所要解决的课题)
在上述压缩机中,当环状活塞一边与汽缸进行实质线接触一边相对于汽缸偏心时,不论环状活塞的偏心位置如何,都有必要使环状活塞和汽缸之间的极微小间隙保持为一定的间隔。这么做的原因是由于当上述微小空间过大时,流体从环状活塞和汽缸之间漏出,有可能导致压缩机构的压缩效率降低,还有当上述微小空间过小时,环状活塞和汽缸之间的接触部的滑动阻力增大,有可能在该接触部产生磨损或烧焦的现象。因此,在这种压缩机中,有必要在使成为固定侧的汽缸的中心位置、和成为可动侧的环状活塞的偏心旋转中心位置尽可能地在径向上一致的情况下来对压缩机构进行组装。
不过,在图8及图9所示的专利文献1中公开的压缩机构120中,环状活塞122通过驱动轴133被上述主轴承145a支撑,并且汽缸121被固定在机壳盖151上。也就是,在该压缩机构120中,环状活塞122的偏心旋转中心位置由上述主轴承145a决定,并且上述汽缸121的中心位置主要是根据汽缸121在机壳110上的安装位置决定的。由此,在组装压缩机构120的时候,当主轴承145a或汽缸121的安装位置出现误差时,有可能导致环状活塞122的偏心旋转中心、和汽缸121的中心在径向上错开。其结果是上述微小间隙的间隔随着环状活塞122的偏心位置而变化,这样一来有可能导致压缩机构120的压缩效率降低、或者在环状活塞122和汽缸121之间的接触部出现磨损·烧焦的现象。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点的发明,其目的在于:在汽缸和环状活塞相对进行偏心旋转运动的旋转式压缩机中,可以抑制由于组装误差造成的环状活塞和汽缸之间的微小间隙的间隔随着偏心旋转位置而变化的现象。
(解决课题的方法)
第一发明是以下述旋转式压缩机为前提的,即该旋转式压缩机包括偏心旋转型活塞机构30、驱动轴23和使上述驱动轴23旋转的驱动机构20,该偏心旋转型活塞机构30具有汽缸60、环状活塞43和叶片32,该汽缸60具有环状汽缸室C1、C2,该环状活塞43被收纳在汽缸室C1、C2中并偏心于该汽缸60且将汽缸室C1、C2分隔为外侧汽缸室C1和内侧汽缸室C2,该叶片32被配置在上述汽缸室C1、C2中并将各汽缸室C1、C2分隔为高压室C1-Hp、C2-Hp和低压室C1-Lp、C2-Lp,并且汽缸60和环状活塞43中的一方成为可动侧而另一方成为固定侧,该汽缸60和环状活塞43相对地进行偏心旋转运动,驱动轴23与上述汽缸60及环状活塞43中的成为可动侧的一方连结起来。并且,该旋转式压缩机的特征在于:在上述偏心旋转型活塞机构30的驱动机构20侧,设置了旋转自如地支撑上述驱动轴23的主轴承45,上述主轴承45与上述汽缸60及环状活塞43中的成为固定侧的一方形成为一体。
在上述第一发明中,环状汽缸室C1、C2被环状活塞43分隔为外侧汽缸室C1和内侧汽缸室C2。也就是,在汽缸室C1、C2中,环状汽缸60内的外周侧壁面与环状活塞43的外周面之间存在微小间隙并进行线接触,同时汽缸60内的内周侧壁面与环状活塞43的内周面之间存在微小间隙并进行线接触。进而,各汽缸室C1、C2由于叶片32而被分别分隔为高压室C1-Hp、C2-Hp和低压室C1-Lp、C2-Lp。
当驱动机构20使驱动轴23旋转时,汽缸60和环状活塞43相对地进行偏心旋转运动。具体来说,在将汽缸60作为固定侧的偏心旋转型活塞机构30中,成为可动侧的环状活塞43相对于汽缸60进行偏心旋转。还有,在将环状活塞43作为固定侧的偏心旋转型活塞机构30中,成为可动侧的汽缸60相对于环状活塞43进行偏心旋转。
如上所述当汽缸60和环状活塞43相对地进行偏心旋转运动时,汽缸60和环状活塞43之间的接触部在偏心旋转方向上产生位移。其结果是在外侧汽缸室C1和内侧汽缸室C2中,各低压室C1-Lp、C2-Lp的容积扩大,并且各高压室C1-Hp、C2-Hp的容积缩小。也就是,在该偏心旋转型活塞机构30中,伴随着各低压室C1-Lp、C2-Lp的容积扩大,流体被吸入到各低压室C1-Lp、C2-Lp,同时伴随着各高压室C1-Hp、C2-Hp的容积缩小,流体分别在各高压室C1-Hp、C2-Hp中被压缩。
还有,在本发明中,驱动轴23被主轴承45旋转自如地支撑。由此,上述汽缸60及环状活塞43中的与驱动轴23连结并成为可动侧的一方(以下简称为可动部)的偏心旋转中心位置由支撑驱动轴23的主轴承45的径向位置决定。还有,上述汽缸60及环状活塞43中的成为固定侧的一方(以下简称为固定部)与上述主轴承45形成为一体。因此,该固定部43、60的中心位置也由主轴承45决定。
也就是,在以往的专利文献1的压缩机100中,成为可动侧的环状活塞122受到主轴承145a的安装位置的制约,成为固定侧的汽缸121的位置受到汽缸121在机壳110上的安装位置的制约,与此相对,在本发明中汽缸60和环状活塞43这两者的位置都是根据上述主轴承45的安装位置决定的。也就是,在本发明中汽缸60和环状活塞43之间的相对位置关系取决于各部件的尺寸精度,所以在对偏心旋转型活塞机构30进行组装时,即使主轴承45的安装位置出现误差,可动部60、43的偏心旋转中心和固定部43、60的中心也没在径向上错开。
第二发明是在第一发明的基础上的发明,其特征在于:上述驱动轴23以贯通偏心旋转型活塞机构30的方式延伸,以与上述驱动机构20之间夹持着上述偏心旋转型活塞机构30的方式在该驱动机构20的轴方向相反侧,设置了旋转自如地支撑驱动轴23的副轴承51,上述主轴承45的轴承长度比上述副轴承51的轴承长度长。
在上述第二发明中,除了主轴承45以外还设置了旋转自如地支撑驱动轴23的副轴承51。该副轴承51以与上述驱动机构20之间夹持着偏心旋转型活塞机构30的方式被设置在主轴承45的相反侧,所以驱动轴23在所谓的两侧支撑状态下被主轴承45及副轴承51支撑。
在此,由于驱动轴23受到轴承长度比副轴承51长的主轴承45的制约,所以与驱动轴23连结的可动部60、43的偏心旋转中心主要被主轴承45的安装位置制约。另一方面,在本发明中,将该主轴承45和固定部43、60形成为一体,固定部43、60的中心也受到主轴承45的安装位置的制约。因此,即使在主轴承45的安装位置出现了误差时,也能够抑制可动部60、43的偏心旋转中心和固定部43、60的中心在径向上错开。
第三发明是在第一发明的基础上的发明,其特征在于:上述主轴承45和上述驱动轴23之间的轴承间隙比上述副轴承51和上述驱动轴23之间的轴承间隙小。
在上述第三发明中,使主轴承45的轴承间隙小于副轴承51的轴承间隙。因此,在本发明中可动部60、43的偏心旋转中心位置基本上是由主轴承45所决定的。由此,即使在副轴承51的安装位置或加工精度方面出现误差时,驱动轴23也没有受到副轴承51的影响,从而可动部60、43的偏心旋转中心位置、和固定部43、60的中心位置在径向上错开的现象能够得到有效地抑制。
第四发明是在第一至第三发明中的任一项发明的基础上的发明,其特征在于:该旋转式压缩机包括机壳10,在该机壳10中收纳了上述偏心旋转型活塞机构30、驱动轴23以及驱动机构20,并且在该机壳10中充满了该偏心旋转型活塞机构30的喷出流体,在上述机壳10上连接有喷出管15,该喷出管15用来使喷出流体从该机壳10内的比偏心旋转型活塞机构30偏向驱动机构20侧的空间导出,在上述汽缸60及活塞43中的成为固定侧的一方、与上述主轴承45一体形成的固定侧部件40上设置了偏心旋转型活塞机构30的喷出口36、37。
上述第四发明的旋转式压缩机是由偏心旋转型活塞机构30的喷出流体充满于机壳10内的、所谓高压圆顶(dome)型压缩机构成的。在偏心旋转型活塞机构30中被压缩的流体从喷出口36、37向外部喷出,该喷出口36、37形成于偏心旋转型活塞机构30。在此,固定侧部件40被设置在驱动机构20侧,喷出流体向机壳10中的驱动机构20侧的空间喷出。该喷出流体在机壳10中经由喷出管15向机壳10的外部流出,该喷出管15被连接在驱动机构20侧的空间。
在本发明中,由于上述喷出口36、37和喷出管15都朝向驱动机构20侧的空间,所以从喷出口36、37喷出的流体并没有流经偏心旋转型活塞机构30的周围,而从喷出管15被送向机壳10的外部。也就是,在本发明中成为高温的喷出流体在没有流经汽缸60周围的情况下被送向机壳10的外部,所以能够使各低压室C1-Lp、C2-Lp内的流体被上述喷出流体加热的现象得到抑制。
(发明的效果)
在本发明中,使汽缸60和环状活塞43中的成为固定侧的一方(固定部)与主轴承45设置为一体。由此,根据本发明,能够用主轴承45来限定可动部60、43和固定部43、60的径向位置。其结果是能够使由于偏心旋转型活塞机构30的组装误差引起的、可动部60、43的偏心旋转中心位置和固定部43、60的中心位置在径向上错开的现象得到抑制。因此,根据本发明,在没有对固定部43、60和可动部60、43的相对位置进行严密调整的情况下就能够使汽缸60和环状活塞43之间的微小间隙的间隔实现均一化。由此,能够事先避免汽缸60和环状活塞43之间的流体泄漏、或在汽缸60和环状活塞43之间的接触部出现的磨损·烧焦,从而能够使该旋转式压缩机的可靠性提高。
还有,在本发明中,在上述偏心旋转型活塞机构30的驱动机构20侧设置了主轴承45。虽然,一般来说在驱动机构20上安装的平衡器(balancer)将很大的离心力作用于被驱动机构20驱动的驱动轴23,不过在本发明中由于在驱动机构20的附近设置了主轴承45,所以能够有效地抑制驱动轴23在径向上的弯曲变形。
在第二发明中,用主轴承45及副轴承51对驱动轴23进行两侧支撑。由此,根据本发明能够降低作用于驱动轴23上的轴承负荷容量,并能够使驱动轴23平稳地转动。
还有,在本发明中,使上述主轴承45的轴承长度比副轴承51的轴承长度长。由此,可动部60、43主要受到主轴承45的制约。因此,能够对可动部60、43的位置由于受到副轴承51安装位置的影响而造成的可动部60、43的偏心旋转中心和固定部43、60的中心在径向上错开的现象加以抑制。
进而,根据第三发明,通过使主轴承45的轴承间隙小于副轴承51的轴承间隙,从而能够有效地对可动部60、43的偏心旋转中心和固定部43、60的中心在径向上错开的现象加以抑制。
还有,在第四发明中,使偏心旋转型活塞机构30的喷出口36、37及连接在机壳10上的喷出管15都朝驱动机构20侧的空间开口。由此,根据本发明,在不使从喷出口36、37喷出的高温喷出流体经过偏心旋转型活塞机构30周围的情况下就能够将该喷出流体送到机壳10的外部。因此,可以对偏心旋转型活塞机构30的各低压室C1-Lp、C2-Lp内的流体被高温喷出流体加热的现象进行抑制,并能够防止偏心旋转型活塞机构30的压缩效率降低。

附图说明

图1是本发明的实施例一所涉及的压缩机的纵向剖面图。
图2是实施例一所涉及的压缩机的压缩机构的横向剖面图。
图3是实施例一所涉及的压缩机的压缩机构的动作图。
图4是本发明的实施例二所涉及的压缩机的纵向剖面图。
图5是实施例二所涉及的压缩机的压缩机构的横向剖面图。
图6是实施例二所涉及的压缩机的压缩机构的动作图。
图7是其他实施例所涉及的压缩机的纵向剖面图。
图8是以往示例的压缩机主要部分的纵向剖面图。
图9是以往示例的压缩机构的横向剖面图。
(符号说明)
1         压缩机
10        机壳
15        喷出管
20        电动机(驱动机构)
23        驱动轴
30        压缩机构(偏心旋转型活塞机构)
32        叶片
36、37    喷出口
43        环状活塞
45        主轴承
51        副轴承
60        汽缸
C1        外侧汽缸室
C2        内侧汽缸室
C1-Hp     高压室
C2-Hp     高压室
C1-Lp     低压室
C2-Lp     低压室

具体实施方式

下面,根据附图对本发明的实施例进行详细地说明。
《发明的实施例一》
实施例一的旋转式压缩机构成了在形成于同一平面上的两个汽缸室内分别对制冷剂进行压缩的、所谓双汽缸型压缩机1。该压缩机1在例如空气调节装置或冷冻装置等的制冷剂回路的制冷剂循环中被用于对制冷剂进行压缩的压缩行程。
<整体结构>
如图1所示,压缩机1包括机壳10、电动机20以及压缩机构30。
上述机壳10构成了纵向长度长的全封闭式容器。该机壳10包括圆筒状的壳体11、被固定在该壳体11上端部的上盖部12、以及被固定在该壳体11下端部的下盖部13。在上述壳体11的靠下侧设置有贯穿该壳体11的吸入管14。该吸入管14的一端向机壳10的外部开口,另一端向压缩机构30的内部开口。在上述上盖部12的顶部设置有贯穿该上盖部12的喷出管15。该喷出管15的一端向机壳10内部的靠近电动机20的空间开口,另一端向机壳10的外部开口。还有,机壳10的内部空间充满了压缩机构30的喷出制冷剂(喷出流体)。也就是,本实施例的压缩机1是机壳10的内部成为高压的、所谓高压圆顶型压缩机。
上述电动机20被设置在机壳10内的靠上侧的空间。该电动机20包括定子21和转子22。定子21被固定在机壳10的壳体11的内壁上。转子22被设置在定子21的内周侧。在该转子22的内部连结有驱动轴23。并且,电动机20构成了使上述驱动轴23旋转的驱动机构。
上述驱动轴23以贯穿上述电动机20及压缩机构30的方式沿上下方向延伸。该驱动轴23被下文所详细叙述的主轴承45及副轴承51旋转自如地支撑。在驱动轴23的下端部设置了供油泵24。该供油泵24将储存在机壳10底部的润滑油抽上来,通过驱动轴23的供油路(图示省略)将该润滑油供向压缩机构30的各滑动部。还有,在驱动轴23的靠下侧形成了偏心部25。偏心部25的直径大于驱动轴23的直径,并且该偏心部25从驱动轴23的轴心O偏离开所规定的量。
实施例一的压缩机构30构成了偏心旋转型活塞机构,在该偏心旋转型活塞机构中,成为可动侧的汽缸60相对于成为固定侧的环状活塞43进行偏心旋转运动。该压缩机构30包括前封头(front head)40、后封头(rearhead)50以及偏心可动部55。
上述前封头40构成了使第一镜板41、轴承部件42以及环状活塞43形成为一体的固定侧部件。上述第一镜板41形成为圆盘状,驱动轴23贯穿该第一镜板41。上述轴承部件42从第一镜板41的内周端部向上方延伸。驱动轴23贯穿该轴承部件42的内部,在轴承部件42的内周侧与驱动轴23所滑动接触的面构成了主轴承45。该主轴承45是滑动轴承(journal bearing),旋转自如地支撑驱动轴23。上述环状活塞43从第一镜板41的径向中间位置开始向下方突出设置而成。该环状活塞43的与驱动轴23的轴方向垂直的横截面为“C”字形形状,该环状活塞43的中心与驱动轴23的轴心O一致(参照图2)。
上述后封头50形成为扁平的有底筒状,该后封头50的外周面被固定在机壳10的壳体11的内壁上。驱动轴23贯穿后封头50的中心部。并且,在后封头50的内部与驱动轴23所滑动接触的面构成了上述副轴承51。该副轴承51是滑动轴承(journal bearing),旋转自如地支撑驱动轴23。还有,后封头50的上端被固定在第一镜板41的下表面侧。并且,在上述前封头40和后封头50所封闭的空间中,收纳了上述偏心可动部55。
偏心可动部55使第二镜板61及汽缸60形成为一体。第二镜板61位于偏心可动部55的下端侧,形成为圆盘状。在该第二镜板61和后封头50之间,设置了圆形的密封环26。此外,在本实施例中密封环26的轴心与驱动轴23的轴心一致。上述汽缸60由外汽缸部62与内汽缸部63构成。外汽缸部62从第二镜板61的外周端部向上方突出设置而成。该外汽缸部62的横截面形成为环状。内汽缸部63从第二镜板61的内周端部向上方突出设置而成。该内汽缸部63的横截面形成为环状,该内汽缸部63的径向厚度尺寸大于上述外汽缸部62。还有,驱动轴23的偏心部25嵌合在内汽缸部63的内周侧,将驱动轴23和汽缸60连结起来。并且,外汽缸部62及内汽缸部63的中心都与上述偏心部25的轴心P一致,并且汽缸60的偏心旋转中心与驱动轴23的轴心O一致。
<压缩机构的具体构成>
如图2所示,用前封头40和后封头50封闭的空间被汽缸60分隔为两个空间。这两个空间是由形成在后封头50的内周面与外汽缸部62之间的无效空间S、和形成在外汽缸部62的内周面与内汽缸部63的外周面之间的环状汽缸室C构成的。
在上述无效空间S中连接有上述吸入管14的另一端。该无效空间S是用来确保外汽缸部62的旋转半径的空间,在该无效空间S中制冷剂没有被压缩。
在上述环状汽缸室C中配置了上述环状活塞43。环状活塞43的外周面在保持微小间隙的情况下与外汽缸部62的内周面进行实质线接触,在从该接触部开始相位偏移180度的位置,环状活塞43的内周面在保持微小间隙的情况下与内汽缸部63的外周面进行实质线接触。也就是,环状汽缸室C被环状活塞43分隔为外侧汽缸室C1和内侧汽缸室C2。外侧汽缸室C1形成在外汽缸部62的内周面与环状活塞43的外周面之间。另一方面,内侧汽缸室C2形成在环状活塞43的内周面和内汽缸部63的外周面之间。
在环状活塞43的断开部设置了一对摇动衬套(bush)31、和叶片32。
一对摇动衬套31构成了使环状活塞43和叶片32之间相互可动地连结起来的连结部件。各摇动衬套31的横截面形状都大致为半圆形。并且,在各摇动衬套31的彼此相对的平面之间,形成了能够支撑叶片32在径向上前进后退的叶片槽33。还有,在摇动衬套31的外侧形成的圆弧状外周面构成了与环状活塞43之间的滑动接触面。在各摇动衬套31的圆弧状外周面与环状活塞43滑动接触的同时,该各摇动衬套31摇动自如地被该环状活塞43支撑。
上述叶片32从外汽缸部62的内周侧的壁面延伸到内汽缸部63的外周侧的壁面。该叶片32的外侧端部被嵌合在形成于外汽缸部62的内周面的嵌合槽中,该叶片32的内侧端部被嵌合在形成于内汽缸部63的外周面的嵌合槽中。进而,叶片32的下表面侧被嵌合在形成于上述第二镜板61的上表面的嵌合槽中。由此一来,叶片32以嵌合在第二镜板61、外汽缸部62以及内汽缸部63的各个嵌合槽中的状态被固定在汽缸60上。并且,叶片32伴随着汽缸60的偏心旋转分别将上述外侧汽缸室C1及内侧汽缸室C2分隔为高压室C1-Hp、C2-Hp和低压室C1-Lp、C2-Lp(参照图3)。
在压缩机构30中,设置了用来将制冷剂从压缩机构30的外部吸入各低压室C1-Lp、C2-Lp的第一、第二吸入口34、35、和用来使各高压室C1-Hp、C2-Hp的制冷剂喷向外部的第一、第二喷出口36、37。
上述第一吸入口34形成在外汽缸部62。该第一吸入口34使与吸入管14连接的无效空间S和外侧的低压室C1-Lp连通。上述第二吸入口35形成在内汽缸部63。该第二吸入口35使外侧的低压室C1-Lp和内侧的低压室C2-Lp连通。
如图1所示,上述第一喷出口36及第二喷出口37形成在前封头40的第一镜板41上。第一喷出口36的下端朝外侧的高压室C1-Hp开口,第二喷出口37的下端朝内侧的高压室C2-Hp开口。另一方面,第一喷出口36及第二喷出口37各自的上端朝机壳10内部的电动机20侧的空间开口。各喷出口36、37的上端分别设置有簧片阀(reed valve)38、39。这些簧片阀38、39构成了喷出阀,当各高压室C1-Hp、C2-Hp的压力在所规定的压力以上时该喷出阀打开。进而,在各喷出口36、37的上方设置了用来使喷出制冷剂的压力脉动降低的消音器(muffler)27。
—运转动作—
下面,一边参照图3一边对该压缩机1的运转动作进行说明。当启动电动机20使驱动轴23转动时,该旋转力通过偏心部25被传递到汽缸60。其结果是在压缩机构30中汽缸60相对于成为固定侧的环状活塞43进行偏心旋转运动。
当汽缸60进行偏心旋转时,外汽缸部62及内汽缸部63一边与摇动衬套31一起摇动一边与叶片32一同进退,汽缸60以驱动轴23的轴心O为偏心旋转中心进行旋转。其结果是外汽缸部62的内周面和环状活塞43的外周面之间的接触部、以及内汽缸部63的外周面和环状活塞43的内周面之间的接触部一边保持彼此相位相差180度的状态一边沿顺时针方向产生位移。
在外侧汽缸室C1中,在从图3(E)到图3(F)的状态下低压室C1-Lp的容积大致最小。当驱动轴23从该状态沿顺时针方向旋转且汽缸60按照图3(G)、图3(H)、图3(A)、图3(B)、图3(C)、图3(D)、图3(E)的顺序进行旋转时,低压室C1-Lp的容积逐渐增大。其结果是制冷剂经由吸入管14、无效空间S以及第一吸入口34被吸入到低压室C1-Lp。当汽缸60旋转一周后从图3(F)的状态进一步旋转时,将制冷剂吸入到低压室C1-Lp的吸入动作结束。并且,该低压室C1-Lp成为对制冷剂进行压缩的高压室C1-Hp,并隔着叶片32形成了新的低压室C1-Lp。
当汽缸60进一步旋转时,制冷剂被逐渐吸入到低压室C1-Lp,并且高压室C1-Hp的容积减小,制冷剂在该高压室C1-Hp中被压缩。并且,当该高压室C1-Hp的压力在所规定的压力以上时,第一喷出口36的簧片阀39被打开,高压的制冷剂作为喷出制冷剂向压缩机构30的外部喷出。
在内侧汽缸室C2中,在从图3(A)到图3(B)的状态下低压室C2-Lp的容积大致最小。当驱动轴23从该状态沿顺时针方向旋转且汽缸60按照图3(C)、图3(D)、图3(E)、图3(F)、图3(G)、图3(H)、图3(A)的顺序旋转时,低压室C2-Lp的容积逐渐增大。其结果是制冷剂经由吸入管14、无效空间S、第一吸入口34以及第二吸入口35被吸入到低压室C2-Lp。当汽缸60旋转一周后从图3(B)的状态进一步旋转时,将制冷剂吸入到低压室C2-Lp的吸入动作结束。并且,该低压室C2-Lp成为对制冷剂进行压缩的高压室C2-Hp,并隔着叶片32形成了新的低压室C2-Lp。
当汽缸60进一步旋转时,制冷剂被逐渐吸入到低压室C2-Lp,并且高压室C2-Hp的容积减小,制冷剂在该高压室C2-Hp中被压缩。并且,当该高压室C2-Hp的压力在所规定的压力以上时,第二喷出口37的簧片阀38被打开,高压的制冷剂作为喷出制冷剂向压缩机构30的外部喷出。
这样一来,从各喷出口36、37喷出的高压喷出制冷剂在通过消音器27及电动机20的周围后流经喷出管15。并且,从喷出管15流向机壳10的外部的制冷剂在制冷剂回路中历经冷凝行程、膨胀行程以及蒸发行程后,再次被吸入到压缩机1中。在此,上述喷出口36、37与喷出管15都朝向电动机20侧的空间,所以从喷出口36、37喷出的高温高压制冷剂并没有流经压缩机构30的周围,而被送向机壳10的外部。由此,能够防止由于压缩机构30的各低压室C1-Lp、C2-Lp内的流体被从喷出口36、37中喷出的制冷剂加热而造成压缩机构30的压缩效率降低的现象产生。
<各构成部件的位置关系以及设计尺寸>
如上所述,上述压缩机构30被构成为外汽缸部62的内周面和环状活塞43的外周面之间在保持微小间隙的情况下进行实质线接触,同时在从该接触部开始相位偏移了180度的位置处,内汽缸部63的外周面和环状活塞43的内周面之间在保持微小间隙的情况下进行实质线接触。
此外,当在该压缩机构30的组装误差的影响下,汽缸60和环状活塞43之间的微小空间的间隔由于汽缸60的偏心位置而变化时,则在该压缩机构30中出现了下述问题。具体来说,当上述微小间隙过大时,制冷剂从汽缸60和环状活塞43之间漏出,有可能导致压缩机构30的压缩效率降低。还有,当上述微小间隙过小时,汽缸60和环状活塞43的接触部的滑动阻力增大,有可能导致在该接触部产生磨损或烧焦的现象。
在实施例一中,为了在对压缩机构30进行组装时尽可能地减小汽缸60和环状活塞43在径向上的偏差,而使成为固定侧的环状活塞43和主轴承45形成为一体。关于这一点将在下文中进行详细说明。
首先,如图1所示,成为可动侧的汽缸60被连结在驱动轴23的偏心部25。在汽缸60中,外汽缸部62和内汽缸部63的中心都与偏心部25的轴心P一致,并且外汽缸部62及内汽缸部63的偏心旋转中心与驱动轴23的轴心O一致。在此,驱动轴23被主轴承45支撑,驱动轴23的轴心O受到主轴承45的制约,所以汽缸60的偏心旋转中心位置主要取决于主轴承45的位置。
另一方面,成为固定侧的环状活塞43与前封头40形成为一体。在此,在前封头40,使环状活塞43的中心与驱动轴23的轴心O一致,由此来决定环状活塞43和主轴承45之间的相对位置。也就是,环状活塞43的中心位置与上述汽缸60的偏心旋转中心位置一样主要是由主轴承45的位置决定的。
这样一来,在本实施例中,成为可动侧的汽缸60和成为固定侧的环状活塞43这两者的位置都受上述主轴承45的制约。由此,可以消除由于该压缩机构30的组装误差造成的汽缸60的偏心旋转中心、和环状活塞43的中心在径向上错开的问题。
还有,在本实施例中,相对于驱动轴23而言主轴承45的滑动接触面的轴方向长度(轴承长度)比副轴承51的轴承长度长。进而,在本实施例中,上述主轴承45与驱动轴23之间的径向轴承间隙比副轴承51的轴承间隙小。其结果是驱动轴23的径向位置和倾斜度没有受到副轴承51的影响,主要是被主轴承45所制约的。其结果是因为汽缸60的偏心旋转中心位置主要受到主轴承45的制约,所以能够有效地对环状活塞43的中心和汽缸60的偏心旋转中心在径向上错开的现象加以抑制。
—实施例一的效果—
在上述实施例一中,使成为固定侧的环状活塞43和主轴承45形成为一体。由此,根据上述实施例一,能够用主轴承45来限定作为固定侧的环状活塞43和作为可动侧的汽缸60这两者的径向位置。其结果是能够对由于压缩机构30的组装误差造成的汽缸60的偏心旋转中心位置、和环状活塞43的中心位置在径向上错开的现象加以抑制。也就是,根据上述实施例一,如果确保前封头40和汽缸60等各部件的尺寸精度的话,即使不对环状活塞43和汽缸60之间的相对位置进行严密调整,也能够使汽缸60和环状活塞43之间的微小间隙的间隔实现均一化。因此,能够简化压缩机构30的组装,并且能够事前避免在汽缸60和环状活塞43之间出现流体泄漏、或在汽缸60和环状活塞43之间的接触部出现磨损·烧焦的现象,从而能够使该压缩机1的可靠性提高。
还有,在上述实施例一中,用主轴承45及副轴承51对驱动轴23进行两侧支撑。由此,根据本实施例,能够降低作用于驱动轴23的两个轴承上的轴承负荷容量,并能够使驱动轴23平稳地转动。
还有,在上述实施例一中,使上述主轴承45的轴承长度长于副轴承51的轴承长度。由此,作为可动侧的汽缸60主要受到主轴承45的制约。因此,能够对由于汽缸60的位置受到副轴承51安装位置的影响而造成的汽缸60的偏心旋转中心、和环状活塞43的中心在径向上错开的现象加以抑制。
进而,根据上述实施例一,通过使主轴承45的轴承间隙小于副轴承51的轴承间隙,从而能够有效地对汽缸60的偏心旋转中心和环状活塞43的中心在径向上错开的现象加以抑制。
《发明的实施例二》
在实施例二的旋转式压缩机中,压缩机构30的构成与上述实施例一的压缩机1不同。具体来说,在上述实施例一的压缩机构30中,成为可动侧的汽缸60相对于成为固定侧的环状活塞43进行偏心旋转运动,与此相对在实施例二的压缩机构30中,成为可动侧的环状活塞43相对于成为固定侧的汽缸60进行偏心旋转运动。下面,关于实施例二的压缩机1与上述实施例一的不同点进行说明。
如图4所示,前封头40被构成为使第一镜板41、主轴承45以及汽缸60形成为一体。上述汽缸60是由从第一镜板41的外周端部开始向下方突出设置的圆盘状外汽缸部62、和从第一镜板41的径向中间位置开始向下方突出设置的圆盘状内汽缸部63构成的。外汽缸部62和内汽缸部63的中心在径向上与驱动轴23的轴心O一致。还有,吸入管14从外汽缸部62的径向外侧贯穿该外汽缸部62。
另一方面,偏心可动部55是由第二镜板61、环状活塞43以及偏心轴承部件44构成的。环状活塞43是从第二镜板61的靠近外周侧的面开始向上方突出设置而成的。另一方面,上述偏心轴承部件44是从第二镜板61的内周端部开始向上方突出设置而成的。该偏心轴承部件44为环状,偏心部25嵌合于该偏心轴承部件44的内部。当驱动轴23旋转时,环状活塞43与偏心轴承部件44及第二镜板61一起相对于汽缸60进行偏心旋转运动。在此,环状活塞43的中心与上述偏心部25的轴心P一致,并且环状活塞43的偏心旋转中心与驱动轴23的轴心O一致。
如图5所示,在外汽缸部62的内周面和内汽缸部63的外周面之间形成了环状汽缸室C。该汽缸室C被环状活塞43分隔为外侧汽缸室C1和内侧汽缸室C2。另一方面,在内汽缸部63的内周面和偏心轴承部件44的外周面之间形成了无效空间S。该无效空间S是用来确保偏心轴承部件44的旋转半径的空间,与上述汽缸室C隔断。
在环状活塞43的断开部与实施例一同样地设置了一对摇动衬套31和叶片32。在实施例二中,叶片32被固定在成为固定侧的汽缸60上。并且,摇动衬套31沿叶片32的延伸方向前进后退,并且环状活塞43沿着摇动衬套31的圆弧状外周面进行摇动。
在压缩机构30中,设置了用来将制冷剂从该压缩机构30的外部吸入到各低压室C1-Lp、C2-Lp的吸入口34、和用来使各高压室C1-Hp、C2-Hp的制冷剂向外部喷出的第一、第二喷出口36、37。上述吸入口34形成在环状活塞43上,使外侧汽缸室C1和内侧汽缸室C2连通。另一方面,上述第一、第二喷出口36、37与实施例一同样形成在第一镜板41上。
如上所述,在实施例二的压缩机1中,成为固定侧的汽缸60与主轴承45形成为一体,并且成为可动侧的环状活塞43连结在被主轴承45所支撑的驱动轴23上。还有,在实施例二中,也与上述实施例一相同,主轴承45的轴承长度比副轴承51的轴承长度长,并且主轴承45的轴承间隙比副轴承51的轴承间隙小。
—运转动作—
其次,一边参照图6一边对实施例二的压缩机1的运转动作进行说明。当启动电动机20使驱动轴23旋转时,该旋转力通过偏心部25被传递到环状活塞43。其结果是在压缩机构30中,环状活塞43相对于成为固定侧的汽缸60进行偏心旋转运动。
当环状活塞43进行偏心旋转时,该环状活塞43一边相对于叶片32前进后退一边相对于摇动衬套31进行摇动,并以驱动轴23的轴心O作为偏心旋转中心进行旋转。其结果是外汽缸部62的内周面和环状活塞43的外周面之间的接触部、以及内汽缸部63的外周面和环状活塞43的内周面之间的接触部一边保持彼此相位相差180度的状态一边沿顺时针方向产生位移。
在外侧汽缸室C1中,在从图6(A)到图6(B)的状态下低压室C1-Lp的容积大致最小。当驱动轴23从该状态沿顺时针方向旋转且环状活塞43按照图6(C)、图6(D)、图6(E)、图6(F)、图6(G)、图6(H)、图6(A)的顺序进行旋转时,低压室C1-Lp的容积逐渐增大。其结果是制冷剂经由吸入管14被吸入到低压室C1-Lp。当环状活塞43旋转一周后从图6(B)的状态进一步旋转时,将制冷剂吸入低压室C1-Lp的吸入动作结束。并且,该低压室C1-Lp成为对制冷剂进行压缩的高压室C1-Hp,并隔着叶片32形成了新的低压室C1-Lp。
当环状活塞43进一步旋转时,制冷剂被逐渐吸入到低压室C1-Lp,并且高压室C1-Hp的容积减小,制冷剂在该高压室C1-Hp中被压缩。并且,当该高压室C1-Hp的压力在所规定的压力以上时,第一喷出口36的簧片阀38被打开,高压制冷剂作为喷出制冷剂向压缩机构30的外部喷出。
在内侧汽缸室C2中,在从图6(E)到图6(F)的状态下低压室C2-Lp的容积大致最小。当驱动轴23从该状态沿顺时针方向旋转且汽缸60按照图6(G)、图6(H)、图6(A)、图6(B)、图6(C)、图6(D)、图6(E)的顺序进行旋转时,低压室C2-Lp的容积逐渐增大。其结果是制冷剂经由吸入管14以及第一吸入口34被吸入到低压室C2-Lp。当环状活塞43旋转一周后从图6(F)的状态进一步旋转时,将制冷剂吸入低压室C2-Lp的吸入动作结束。并且,该低压室C2-Lp成为对制冷剂进行压缩的高压室C2-Hp,并隔着叶片32形成了新的低压室C2-Lp。
当环状活塞43进一步旋转时,制冷剂被逐渐吸入到低压室C2-Lp,并且高压室C2-Hp的容积减小,制冷剂在该高压室C2-Hp中被压缩。并且,当该高压室C2-Hp的压力在所规定的压力以上时,第二喷出口37的簧片阀39被打开,高压制冷剂作为喷出制冷剂向压缩机构30的外部喷出。
这样一来,从各喷出口36、37喷出的高压喷出制冷剂在通过消音器27及电动机20的周围后流经喷出管15。并且,从喷出管15流向机壳10的外部的制冷剂在制冷剂回路中历经冷凝行程、膨胀行程以及蒸发行程后,再次被吸入到压缩机1中。
—实施例二的效果—
在上述实施例二中,使成为固定侧的汽缸60和主轴承45形成为一体。由此,根据上述实施例二,能够用主轴承45来限定成为固定侧的汽缸60和成为可动侧的环状活塞43这两者的径向位置。其结果是能够对由于压缩机构30的组装误差造成的环状活塞43的偏心旋转中心位置、和汽缸60的中心位置在径向上错开的现象进行抑制,所以易于对压缩机构30进行组装,并且能够事前避免在汽缸60和环状活塞43之间出现流体泄漏、或在汽缸60和环状活塞43之间的接触部出现磨损·烧焦的现象。
还有,在上述实施例二中,也与上述实施例一相同,使上述主轴承45的轴承长度长于副轴承51的轴承长度,并且使主轴承45的轴承间隙小于副轴承51的轴承间隙。由此,在实施例二中,成为可动侧的环状活塞43难于受到副轴承51的影响,可以主要由主轴承45来制约该环状活塞43。因此,能够有效地对由于副轴承51的安装误差或加工精度误差造成的环状活塞43的偏心旋转中心从汽缸60的中心偏离开的现象进行抑制。
《其他的实施例》
本发明也可以将上述实施例设定成下述结构。
在上述实施例一及实施例二中,用主轴承45和副轴承51这两个轴承来支撑驱动轴23。然而,例如图7所示的那样,也可以构成为不设置副轴承51,仅由主轴承45来支撑驱动轴23。具体来说,在该图7的示例中,虽然驱动轴23贯通后封头50,不过后封头50的贯通孔的内壁、与驱动轴23的外周面之间保持规定间隔是完全分离开的,并没有形成副轴承。在这一构成中,由于驱动轴23的径向位置和倾斜度完全只受到主轴承45的制约,所以能够进一步确实地使成为可动侧的环状活塞43的偏心旋转中心和汽缸60的中心一致。此外,图7中所表示的示例与实施例二相同,是关于环状活塞43相对于汽缸60进行偏心旋转运动的压缩机构30的示例,而也可以构成为在汽缸60相对于环状活塞43进行偏心旋转运动的压缩机构30中(例如在实施例一的示例中)不设置副轴承51。
还有,在上述实施例中,在电动机20的下侧设置了压缩机构30,并且使从压缩机构30朝着电动机20向上方延伸的主轴承45与成为固定侧的汽缸60或者环状活塞43形成为一体。然而,也可以在电动机20的上侧设置压缩机构30,使从压缩机构30朝着电动机20向下方延伸的主轴承45与成为固定侧的汽缸60或者环状活塞43形成为一体。此时也能够实现与实施例一或者实施例二相同的作用效果。
此外,上述实施例是本质上理想的示例,但并没有意图对本发明、本发明的适用物或其用途的范围加以限定。
(产业上的利用可能性)
如上述说明所示,本发明对于在汽缸所具有的环状汽缸室中设置了将该汽缸室分隔为外侧汽缸室和内侧汽缸室的环状活塞、并且汽缸与环状活塞之间相对地进行偏心旋转运动的旋转式压缩机而言是有用的。