專利名稱：螺旋葉片式壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及例如構成空調機制冷循環的壓縮機，尤其涉及在工作缸的軸向把被壓縮流體連續壓縮的螺旋葉片式壓縮機。
對于室內冷暖用空調機或冷庫、冷柜等具有裝入制冷循環且在該制冷循環中壓縮制冷劑的壓縮機。作為這種壓縮機，雖然往復式壓縮機和旋轉式壓縮機正在普及，但最近，正開發一種在壓縮機構部采用螺旋葉片的螺旋葉片式壓縮機。
采用這種壓縮機，可消除現有的往復式或旋轉式壓縮機中的密封性不良等問題，從而通過較簡單的結構提高密封性，進行高效率的壓縮，并使零件的制造及裝配容易化。
作為螺旋葉片式壓縮機，具體結構有2種。
一種結構是，將偏心旋轉的滾柱容納在固定的工作缸內，在該滾柱的外周面形成葉片槽，卡合葉片，將作為被壓縮流體的制冷劑氣體導入在工作缸與滾柱及葉片間形成的壓縮室進行壓縮。
即，在構成如圖10所示的密封箱1內具有壓縮機構部2和通過旋轉軸3而驅動該壓縮機構部2的電動機部4。壓縮機構部2具有固定在密封箱1內的工作缸5、偏心容納在該工作缸5內的滾柱6和夾裝在該滾柱6與工作缸5之間的作為螺旋葉片的螺旋狀葉片7。在工作缸5與滾柱6之間，沿工作缸軸向由該螺旋葉片7劃分成多個壓縮室8。
螺旋葉片7繞裝、容納在形成于滾柱6外周面的螺旋狀葉片槽7a中，而螺旋葉片7氣密性地與工作缸5的內周面接觸。另外，滾柱6安裝在旋轉軸3的曲柄部3a上。
該旋轉軸3構成有從電動機部4伸出的輸出軸，由電動機部4的旋轉驅動使旋轉軸3旋轉，其旋轉力傳遞給滾柱6而使滾柱6作偏心旋轉。
在滾柱6的外周面形成葉片槽7a，且在該葉片槽7a內容納螺旋葉片7的葉片支承結構中，安裝防自轉機構9，以便在工作缸5內使滾柱6偏心旋轉時不使滾柱6自轉，而僅使滾柱6作公轉。作為這種防自轉機構9，有十字環等。
另一種結構是，在旋轉的工作缸內偏心配置滾柱，在該滾柱的外周面形成螺旋狀的葉片槽，卡合螺旋葉片，使滾柱與工作缸的旋轉同步旋轉，將制冷劑氣體導入在工作缸與滾柱及葉片之間形成的壓縮室進行壓縮。
但是，上述2種的螺旋葉片式壓縮機有著如下的缺點。即，前者是，為在作為旋轉體的滾柱上設置卡合葉片的葉片槽，滾柱壁要厚，從而該滾柱的旋轉質量就大，因此，隨著滾柱的公轉而產生較大的振動。
此外，為了在滾柱外周面形成葉片槽7a且在該葉片槽7a內容納螺旋葉片7而使滾柱6公轉，需要防止滾柱6自轉的防自轉機構9，因此，零件數增加，且滑動部也增加，從而有損于壓縮機功能，給壓縮機性能帶來不良影響，成為成本上升的原因。另外，使壓縮機構部2的裝配結構復雜化，裝配作業費時，需要很多勞力。
而后者，為了在與工作缸作同步旋轉的旋轉體的滾柱上設置卡合葉片的葉片槽，滾柱壁也要厚，從而該滾柱的旋轉質量就大，因此，隨著滾柱的公轉而產生較大的振動。
另外，螺旋葉片式壓縮機要求壓縮容量的大容量化。然而，若為實現大容量化而將壓縮機做得大型化，則滾柱的旋轉質量及振動更大，且用于降低該振動的平衡塊也要大。因此，較大的平衡塊的配置空間就成為問題，且若用變換器做成高速旋轉，則有因旋轉軸的撓曲而產生的振動加劇，或軸承早期磨損及損傷的影響問題。
因此，不管是哪一種結構，都希望滾柱的壁厚做得較薄，做成較小的旋轉質量，但這里，只要采用設有葉片槽的結構就不能滿足要求。
本發明的第1目的在于，提供一種通過將旋轉體的偏心質量做得較小而可減小振動的螺旋葉片式壓縮機。
本發明的第2目的在于，提供一種使旋轉體的旋轉質量減小、不會影響制造而實現壓縮容量大容量化的螺旋葉片式壓縮機。
本發明的第3目的在于，提供一種既減少旋轉體的旋轉質量獲得壓縮容量的大容量化又可將壓縮容量再增大的螺旋葉片式壓縮機。
本發明的第4目的在于，提供一種使螺旋壓縮機構部的裝配結構簡單化而容易裝配的螺旋葉片式壓縮機。
第1發明包括被固定的工作缸；偏心配置在該工作缸內的滾柱；在該滾柱與工作缸之間具有沿工作缸軸向劃分成多個壓縮室的螺旋狀葉片的螺旋式壓縮機構部；在所述工作缸內使滾柱偏心旋轉的旋轉軸，所述工作缸，在其內周面形成螺旋狀葉片槽，在所述葉片槽內嵌入螺旋狀葉片，利用所述滾柱的偏心旋轉而使被壓縮流體向工作缸軸向移動并進行壓縮。
第2發明包括被固定的圓筒體；由一端封閉、另一端開口的筒狀體所構成的、遮住所述圓筒體外周圍而配置的工作缸；夾裝在所述圓筒體的外周面與所述工作缸的內周面之間的螺旋狀葉片；在所述圓筒體的外周面與工作缸的內周面及所述葉片之間形成的壓縮室，通過使工作缸相對于所述圓筒體偏心旋轉，將被壓縮流體導入所述壓縮室并進行壓縮。
第3發明包括被固定的圓筒體；由一端封閉、另一端開口的筒狀體所構成的、遮住所述圓筒體外周圍而配置的可動工作缸；由一端封閉、另一端開口的筒狀體所構成的、遮住所述可動工作缸的外周圍而配置的固定工作缸；夾裝在所述圓筒體的外周面與所述可動工作缸的內周面之間的螺旋狀內側葉片；在所述圓筒體的外周面與可動工作缸的內周面及所述內側葉片之間形成的內側壓縮室；夾裝在所述可動工作缸的外周面與固定工作缸的內周面之間的螺旋狀外側葉片；在所述可動工作缸的外周面與固定工作缸的內周面及所述外側葉片之間形成的外側壓縮室，通過使可動工作缸相對于所述圓筒體偏心旋轉，分別將被壓縮流體導入所述內側壓縮室與外側壓縮室并進行壓縮。
第4發明包括第1圓筒狀構件；相對于第1圓筒狀構件偏心配置在所述第1圓筒狀構件外側的第2圓筒狀構件；使所述第1圓筒狀構件與所述第2圓筒狀構件相對旋轉的驅動裝置；配置在所述第1圓筒狀構件與所述第2圓筒狀構件之間的螺旋狀葉片，將所述第1圓筒狀構件及第2圓筒狀構件中的一方固定，將另一方做成旋轉自如，在形成于所述固定側的圓筒狀構件上的葉片槽內嵌入自由突出、退縮的所述葉片，通過所述旋轉側的圓筒狀構件的偏心旋轉，使被壓縮流體向所述各圓筒狀構件的軸向移動并進行壓縮。
采用第1發明，可將滾柱薄壁化而使旋轉質量減小，同時無需防自轉機構而使零件數減少，使螺旋式壓縮機構部的結構簡單化，可簡單裝配。
采用第2發明，可達到將旋轉體薄壁化而使該旋轉質量減小、不會影響制造而能實現大壓縮容量化。
采用第3發明，可減小旋轉體的旋轉質量獲得大容量化，并可用雙缸化使壓縮容量再增大。
采用第4發明，可將偏心轉動的構件的壁厚做得較薄，且可將偏心質量做得較小。其結果，可減小振動。
圖1是表示本發明第1實施例的螺旋葉片式壓縮機的縱剖視圖。
圖2是本發明第2實施例的螺旋葉片式壓縮機的縱剖視圖。
圖3是表示圖2螺旋葉片式壓縮機變形例的主要部分的縱剖視圖。
圖4是本發明第3實施例的螺旋葉片式壓縮機的縱剖視圖。
圖5是表示圖4螺旋葉片式壓縮機變形例的主要部分的縱剖視圖。
圖6是表示圖4螺旋葉片式壓縮機變形例的主要部分的縱剖視圖。
圖7是表示圖4螺旋葉片式壓縮機變形例的主要部分的縱剖視圖。
圖8是表示圖4螺旋葉片式壓縮機變形例的主要部分的縱剖視圖。
圖9是表示圖4螺旋葉片式壓縮機變形例的主要部分的縱剖視圖。
圖10是表示現有的螺旋葉片式壓縮機的縱剖視圖。
圖1是表示本發明螺旋葉片式壓縮機的第1實施例的螺旋葉片式壓縮機10的縱剖視圖。該立式的螺旋葉片式壓縮機10具有圓筒狀等的筒狀密封箱11，在該密封箱11內容納有螺旋葉片式壓縮機構部12與電動機部13。
電動機部13包括壓入固定在密封箱11內的電動機定子15與旋轉自如地容納在該電動機定子15內的電動機轉子16。電動機轉子16一體地安裝在作為輸出軸的旋轉軸17上。這樣，通過向該電動機部13通電來驅動電動機部13，從而使電動機轉子16旋轉驅動。
另外，壓縮機構部12具有固定在密封箱11內的工作缸20；作為偏心設置在該工作缸20內的旋轉體的滾柱21；夾裝在該滾柱21與工作缸20之間的螺旋狀葉片22。在工作缸20與滾柱21之間，由該螺旋葉片22沿工作缸軸向形成多個壓縮室23。
工作缸20具有在筒狀的工作缸體20a上向外方突出的凸緣狀或托架狀的安裝部20b，該安裝部20b抵接、固定在密封箱11的箱內壁上。在工作缸20的兩端部固定主軸承25及副軸承26，由該主軸承25及副軸承26封住工作缸20的兩端部。也可將主軸承25及副軸承26的一方與工作缸20一體成形。
由所述主軸承25及副軸承26旋轉自如地支承旋轉軸17。旋轉軸17在兩軸承25、26間形成曲柄部27，在該曲柄部27上安裝有滾柱21。曲柄部27在兩軸承25、26間至少設置1個，具體地說，在旋轉軸17的軸向分開設置一對。成對的曲柄部27，一個配置在主軸承25附近，另一個配置在副軸承26附近。可由成對的曲柄部27穩定地使滾柱21作偏心旋轉運動。
安裝在旋轉軸17的曲柄部27上的滾柱21以偏心量e偏心設置，以與工作缸20的內周面接觸，而在所述工作缸20的內周面形成有螺旋狀的葉片槽29。在工作缸內周面上形成的葉片槽29的橫截面做成例如大致矩形，葉片槽29的槽距在工作缸20的軸向逐漸變小。
另外，在形成于工作缸內周面上的葉片槽29內容納有螺旋葉片22。螺旋葉片22也與葉片槽29的槽距相同，葉片間距從葉片一端向另一端在工作缸軸向變小。螺旋葉片22氣密性地與圓筒狀滾柱21接觸。螺旋葉片22的截面形狀做成與葉片槽29對應的互補形形狀(補形形狀)，并形成大致矩形形狀。
螺旋葉片22也可在葉片外徑側的葉片頂端使其具有圓形，以便利用滾柱21的偏心旋轉在形成于工作缸內周面的葉片槽29內圓滑地出入、滑動。另外，也可使螺旋葉片22的葉片內徑側具有圓形，以便氣密且圓滑地與滾柱21外周面接觸。
螺旋葉片22可由塑料材料、聚四氟乙烯等的氟化乙烯樹脂材料或氟化塑料材料形成。為使螺旋葉片22圓滑并順利地在葉片槽29內滑動，也可將塑料材料或氟化材料、氟化乙烯樹脂材料做成預先浸漬了油的油浸結構，提高油潤滑性能。
在工作缸20與滾柱21之間，由所述螺旋葉片22沿工作缸軸向劃分成多個壓縮室23。各壓縮室23的體積，因滾柱21的偏心旋轉而連續變化，從而使容積從副軸承16側到主軸承25側向工作缸軸向螺旋狀地變小，將作為被壓縮流體的制冷劑壓縮。
副軸承26側的壓縮室23形成低壓側，該低壓側壓縮室23的體積，隨著滾柱21的偏心旋轉而在工作缸軸向向主軸承25側螺旋狀移動的期間逐漸連續變化，以壓縮制冷劑，壓縮后的制冷劑從主軸承25側的高壓側壓縮室23經主軸承25的排出口30而排出到密封箱11內。排到密封箱11內的制冷劑通過電動機部13的間隙而向上流動，并由排出管31排到密封箱11外。
此外，在工作缸20的副軸承26側形成流入口32，吸入管33伸入到該流入口32內。吸入管33氣密地貫通密封箱11而被引導到工作缸20內，工作缸20的流入口32做成開口。
另外，符號35是貯存在密封箱11的底部內作為潤滑油的冷凍機油。
下面說明立式螺旋葉片式壓縮機10的作用。
通過向螺旋葉片式壓縮機10的電動機部13通電來起動電動機部13，使電動機轉子16旋轉驅動。該電動機轉子16的旋轉力通過作為輸出軸的旋轉軸17而傳遞給曲柄部27，并使滾柱21以偏心量e作偏心旋轉。通過該滾柱21的偏心旋轉，滾柱21一面與工作缸20的內周面接觸一面作偏心旋轉運動，且一面作公轉一面作自轉。
通過所述滾柱21的偏心旋轉，因螺旋葉片22而在工作缸20與滾柱21之間形成的各壓縮室23一面向工作缸軸向螺旋狀移動一面作體積變化，從而使容積逐漸變小。因各壓縮室23的體積變化，通過吸入管33而流入副軸承26側的低壓側壓縮室23的制冷劑在壓縮室23沿工作缸軸向變化期間逐漸且連續地壓縮而被高壓化，從主軸承25側的高壓側壓縮室23排到密封箱11內。排到密封箱11內的制冷劑繼續通過電動機部13的間隙而上升，通過設在密封箱11頂部的排出管31而排到密封箱11外。排出管31不一定設在密封箱11頂部，可設在各個安裝位置上。
在該螺旋葉片式壓縮機10中，因在工作缸20的內周面形成螺旋狀的葉片槽29，故無需在滾柱外周面形成葉片槽，從而，可將除了與曲柄部27的滑動部以外的滾柱21的壁厚做薄，可減小滾柱21的旋轉質量。另外，通過在工作缸內周面形成葉片槽29，使葉片槽29大直徑化，可利用葉片壓縮力將螺旋葉片22嵌入葉片槽29，從而容易安裝螺旋葉片22。
另外，由于在工作缸內周面形成的葉片槽29與螺旋葉片22的間距形狀互相相同，葉片槽29與螺旋葉片22的截面形狀也互相呈互補形形狀，且大致為矩形形狀，故螺旋葉片22能穩定且出入、滑動自如地容納在形成于工作缸20內周面的螺旋狀的葉片槽29內。通過將螺旋葉片22或葉片槽29的螺旋間距做成隨著向工作缸軸向前進而逐漸變小的結構，可保持壓縮機功能。由于在工作缸20與滾柱21之間形成的壓縮室隨著滾柱21的偏心旋轉而使體積(容積)逐漸變小地變化，故可使被壓縮流體圓滑且連續地壓縮。
另外，雖然螺旋葉片22與圓筒狀的滾柱21為外接觸，但由于在滾柱21的外表面僅接觸螺旋葉片22的內徑端，故接觸面積小。而且由于滾柱21安裝在旋轉軸17的曲柄部27上，故滾柱21靠旋轉軸17的旋轉而作偏心的旋轉運動。另外，滾柱21與工作缸20內周面作內接，以內接狀態作偏心旋轉，滾柱21的偏心旋轉與轉子壓縮機的活塞滾柱的偏心旋轉大致作同等的動作，滾柱21一面公轉一面自轉。然而，由于滾柱21與螺旋葉片22的接觸面積小，可允許在與螺旋葉片22之間作相對的旋轉滑動，故無需限制滾柱21的自轉，從而無需安裝防自轉機構。
此外，在本實施例中，雖舉例說明了用于立式的螺旋葉片式壓縮機，但對于臥式的螺旋葉片式壓縮機也可同樣適用。
另外，雖示出了在裝于螺旋葉片式壓縮機上的壓縮機構部安裝了主軸承與副軸承的例子，但不一定要安裝副軸承，也可僅用單個主軸承支承旋轉軸。主支承也可與工作缸一體成形。
又，也可將主軸承與工作缸的外徑做得小于電動機部的電動機定子繞組的內徑，且在電動機部的電動機定子繞組內容納主軸承及工作缸的一部分，通過使電動機部與螺旋式壓縮機構部局部重合，獲得螺旋葉片式壓縮機的小型、緊湊化。
下面，結合
本發明的第2實施例。
圖2表示第2發明的螺旋葉片式壓縮機100。該螺旋葉片式壓縮機，在密封箱101內容納有通過旋轉軸102而連接的壓縮機構部103與電動機部104。
所述壓縮機構部103配置在上部側，電動機部104配置在下部側。旋轉軸102的一部分再從該電動機部104的下端部向下方伸出，并浸漬在形成于密封箱101內底部的貯油部105的潤滑油中。
另外，在所述密封箱101的上部側連接有制冷劑排出管106，且在中間部側連接有制冷劑吸入管107。從所述制冷劑排出管106到制冷劑吸入管107依次連接冷凝器108、膨脹閥109及蒸發器110，用這些來構成例如空調機的制冷循環。
下面詳細描述所述壓縮機構部103。
圖中，111是上部為小直徑、下部為大直徑的圓筒體，且所述小直徑部111a的周面與上端面由后述的工作缸112遮住。大直徑部(以下稱作機架)111b為圓板狀，其直徑與所述密封箱101內徑大致形成相同，除與密封箱101內周面嵌合外，從密封箱101外周側用焊接措施安裝固定在密封箱101上。即，機架111b將密封箱101內部分隔成上下。
機架111b下端面的一部分向下方突出，沿包含該突出部的圓筒體111的中心軸設置樞裝孔部113，以插入并旋轉自如地安裝旋轉軸102的主軸部102a。
并且，在樞裝孔部113的上端設置凹陷狀的偏心軸承部114。在所述旋轉軸主軸部102a的上端，一體地連設與主軸部102a的中心軸偏心的曲柄部102b，安裝在所述偏心軸承部114上。
所述工作缸112，下面部開口并且截面形成大致帽狀，從作為其深度尺寸的上端封閉面112a的內側到下端的凸緣部112b下面的尺寸，稍大于所述圓筒體小直徑部111a的高度尺寸。因此，以工作缸112遮住圓筒體小直徑部111a的狀態，將凸緣部112b的下面承載在圓筒體機架111b的上面。
在工作缸封閉面112a上設有在其中心部卡合驅動軸115的安裝用孔112c。驅動軸115的上端的凸緣部115a安裝在工作缸封閉面112a上，與凸緣部115a一體的軸部115b伸入工作缸112內。換言之，驅動軸115吊裝在工作缸封閉面112a上。
驅動軸115的軸部115a旋轉自如地安裝在旋轉軸曲柄部102b的上端面設置的曲柄孔部116上。由此，通過旋轉安裝在圓筒體111上的旋轉軸102，工作缸112就通過旋轉軸曲柄部102b與驅動軸115作偏心旋轉。并且，因工作缸凸緣部112b下面承載在圓筒體機架111b上面，故工作缸凸緣部112b下面成為推力面而與機架111b滑動接觸。
在圓筒體小直徑部111a的上面且沿偏心軸承部114的周圍設置卡合密封環117的密封環槽118。所述密封環117從圓筒體小直徑部111a的上端面突出，與所述工作缸封閉面112a接觸，該內外部分形成密封。
在工作缸112作偏心旋轉時，在圓筒體機架111b上面選擇不接觸工作缸凸緣部112b的位置設置銷120。另外，在工作缸凸緣部112b上的所述銷120附近位置也設有銷121，并在相互的銷120、121之間架設臂122，由這些構成防自轉機構123。即，既允許隨著旋轉軸102的旋轉的工作缸112作偏心旋轉的公轉運動，又阻止自轉運動。
在所述圓筒體小直徑部111a的周面設有從其下面側到上部側間距慢慢變小的螺旋狀的槽124。在該葉片槽124內，出入自如地卡合螺旋狀的葉片125。
所述葉片125選用由例如氟化樹脂材料做成的、極平滑的原材料。其內徑尺寸做成大于圓筒體小直徑部111a直徑，以縮小直徑的狀態強制性地嵌入葉片槽124內。其結果，葉片125以連同圓筒體小直徑部111a一起裝入工作缸112內的狀態，葉片125的外周面呈鼓出變形而始終與工作缸112的內周面彈性地抵接。
并且，隨著工作缸112的偏心旋轉，工作缸112內周面與圓筒體小直徑部111a的滾動接觸部位沿圓筒體小直徑部111a的周向而逐漸移動。所述葉片125隨著接近滾動接觸部位而退縮到葉片槽124內，在與滾動接觸部位相對的位置，葉片125外周面成為與圓筒體小直徑部111a周面完全相同的面。
若通過滾動接觸部位，葉片125根據離開此處的距離而從葉片槽124突出，在通過軸心與滾動接觸部位相對180度的部位，葉片125的突出長度為最大。然后，再接近于滾動接觸部位，重復上述作用。
另外，在徑向剖切圓筒體小直徑部111a與工作缸112后來看，由于圓筒體小直徑部111a被工作缸112偏心遮住，且對于圓筒體小直徑部111a的周面一部分處于與工作缸112內周部滾動接觸的狀態，所以，在所述圓筒體小直徑部111a與工作缸112內周面之間形成月牙狀的空間部。
沿軸向看該空間部，葉片125與葉片槽124卡合，工作缸112內周部與圓筒體小直徑部111a周面滾動接觸，圓筒體小直徑部111a與工作缸112內周面之間由葉片125分隔成連續的多個空間部。將所述空間部稱作壓縮室126。由于所述葉片槽124的間距的設定，故各壓縮室126的容積從下部側壓縮室126到上部側壓縮室126慢慢變小。
此外，在圓筒體機架111b上，貫通其上下面地設置導入口127。該導入口127的位置選擇為即使工作缸112作偏心旋轉也不露出在外部的位置。
另外，在工作缸封閉面112a上設有導出口128，將處于封閉面112a內部的最上端壓縮室126與處于封閉面112a外部的密封箱101內部連通。
在圓筒體機架111b上，貫通機架111b的上下面地設置回油孔130，該回油孔130的位置選擇為即使工作缸112作偏心旋轉也會不被凸緣部112b遮住的位置。在浸漬在貯油部105的潤滑油中的旋轉軸102的下端部突設一油管131。沿旋轉軸主軸部102a的軸心設有與油管131大致相同直徑的油孔132，并與油管131連通。
通過導油橫孔133將所述油孔132中途部與旋轉軸主軸部102a周面連通。并且，在圓筒體小直徑部111a上，從樞裝孔部113到小直徑部111a周面貫通設置排油橫孔134，該排油橫孔134隨著旋轉軸102的旋轉而間歇地與導油橫孔133相對。
所述油孔132的上端一直延伸到設置在旋轉軸曲柄部102上的曲柄孔部116附近位置，并通過小直徑的導油孔135將油孔132上端與曲柄孔部116連通。
在旋轉軸主軸部102a上，在安裝于圓筒體樞裝孔部113上的部位周面，螺旋狀設置油槽136。另外，在與所述驅動軸115的旋轉軸曲柄孔部116卡合的部位周面也螺旋狀設置油槽137。
所述電動機部104包括嵌裝在旋轉軸主軸部102a上的轉子140以及通過狹小的間隙而與該轉子140周面相對、嵌裝在所述密封箱101內周面上的定子141。
如此構成的螺旋葉片式壓縮機，向電動機部104通電而與轉子140一體旋轉驅動旋轉軸102。旋轉軸102的旋轉力通過曲柄部102b與驅動軸115而傳遞給工作缸112。因防自轉機構123產生作用而限制工作缸112的自轉，故工作缸112呈偏心旋轉的公轉運動。
隨著所述工作缸112的偏心旋轉，工作缸的相對于圓筒體小直徑部111a周面的滾動接觸位置向周向逐漸移動，葉片125在出入于葉片槽124同時，向圓筒體小直徑部111a的徑向作退縮移動。
利用這些一系列的動作，來自蒸發器110的低壓的制冷劑氣體通過制冷劑吸入管107而被吸入到密封箱101內。由于密封箱101內由圓筒體機架111b分隔成上下，且下部側與制冷劑吸入管107連接，故在密封箱101內下部形成充滿低壓氣體的低壓室142。
充滿該低壓室142的制冷劑氣體，通過導入口127而被引導到最下端的壓縮室126。并且，隨著工作缸112的偏心旋轉而依次被輸送到上部側的壓縮室126。
所述各壓縮室126的容積因從下部側到上部側依次縮小，故制冷劑氣體在被依次輸送期間在各壓縮室126中壓縮，在最上端的壓縮室126中高壓化，直到規定壓力。
該壓縮室126內的高壓氣體通過導出口128排到密封箱101內。即，高壓氣體充滿由圓筒體機架111b所分隔的密封箱101上部室。因此，將此處稱作高壓室143。
換言之，圓筒體機架111b將密封箱101內分隔成低壓室142與高壓室143，電動機部104位于低壓室142，壓縮機構部103位于高壓室143。另外，制冷劑排出管106與高壓室143連通，充滿高壓室143的高壓氣體從制冷劑排出管106向冷凝器108排出，從而進行眾所周知的制冷循環作用。
隨著工作缸112的偏心旋轉，工作缸凸緣部112b因充滿高壓室143的高壓氣體而壓住圓板狀機架111b，工作缸凸緣部112b下面成為推力面而與機架111b滑動接觸。
隨著旋轉軸102的旋轉，從油管131汲取貯油部105的潤滑油導入油孔132等，例如，對旋轉軸主軸部102a與圓筒體樞裝孔部113等的各滑動接觸面進行供油，以保證所述部分的圓滑運動。供油后的潤滑油再回流到貯油部105，循環上述路徑。
采用如此的螺旋葉片式壓縮機，由于把工作缸112作為旋轉體，且這里做成不設置卡合葉片125的葉片槽124的結構，故可在允許強度剛性的范圍內將工作缸112的壁厚做得極薄，這樣，它的旋轉質量降低，成為產生振動因素的不均勻質量變小。
即，作為螺旋葉片式壓縮機，即使將壓縮容量大容量化，也可成為難以產生較大的不均勻質量的狀態，故可減小振動，謀求提高可靠性。
另外，在上述結構中，雖在圓筒體機架111b的上部側配置壓縮機構部103，在下部側配置電動機部104，但并不限于此結構，如圖3所示，也可在圓筒機架111b的下部側配置壓縮機構部103，在上部側配置此處未圖示的電動機部。
在該結構中，圓筒體機架111b具有與其一體的缸罩111A，以遮住工作缸1 12。該缸罩111A雖浸漬在貯油部105的潤滑油中，但防止了隨著工作缸112的偏心旋轉而攪拌潤滑油的情況，并且還有如下的效果在由潤滑油隔離從導出口128導出的高壓氣體并將其導向處于機架111b上部空間的高壓室143時的消音器效果。
圖4是表示本發明第3實施例的螺旋葉片式壓縮機100A的縱剖視圖，該螺旋葉片式壓縮機具有2個工作缸。在圖4中，對于與圖2相同功能部分標上相同符號，其詳細說明省略。
如圖4所示，壓縮機構部103A配置在下部側，電動機部104配置在上部側，它們通過旋轉軸102A連設。在壓縮機構部103A中，旋轉軸102A的主軸部102a安裝在沿圓筒體111B的軸心設置的樞裝孔部113上。
圓筒體機架111b安裝固定在密封箱101內周部，將密封箱101內分隔成上下。圓筒體111B的小直徑部111a位于機架111b的下部側，在其周面設置第1葉片槽124A。該第1葉片槽124A的間距從上部側到下部側變小，并卡合內側葉片125A。
為遮住圓筒體小直徑部111a的周面與下面而配置可動工作缸112A，為遮住該可動工作缸112A的周面與下面再配置固定工作缸112B。換言之，可動工作缸112A夾裝在圓筒體111B與固定工作缸112B之間。
固定工作缸112B的上端部開口，沿其外周一體地設置凸緣部112c，通過緊固件145而安裝固定在圓筒體機架111b上。并且，沿固定工作缸112B的上端開口部周緣設有凹狀的推力承受部146，以支承沿所述可動工作缸112A的上端開口部周緣所設置的卡止用凸緣部112d。
在旋轉軸主軸部102a的下端，一體設有與該中心軸偏心的曲柄部102c，并旋轉自如地安裝在設于可動工作缸112A下端封閉面112e上的軸承部147上。
并且，在可動工作缸112A與圓筒體111A之間，或在可動工作缸112A與固定工作缸112B之間，設置既限制可動工作缸112A自轉又允許其公轉的防自轉機構，但這里未圖示。
由此，隨著旋轉軸102的旋轉，可動工作缸112A通過曲柄部102c而作偏心旋轉。可動工作缸112A的內周面一部分與圓筒體111B的小直徑部111a一部分接觸，同時，與該接觸部180度相對的外周面一部分與固定工作缸112B的內周面一部分接觸。
在固定工作缸112B的內周面設置第2葉片槽124B，且在此卡合外側葉片125B。該第2葉片槽124B也與所述第1葉片槽124A相同，間距從上部側到下部側逐漸較小地形成，從而互相設計成相同的間距或螺旋角。
用圓筒體小直徑部111a與可動工作缸112A及內側葉片125A來形成內側壓縮室126A，用可動工作缸112A與固定工作缸112B及外側葉片125B來形成外側壓縮室126B。
制冷劑吸入管107貫通密封箱101，并插入、嵌裝在從圓筒體機架111b周面向中心軸方向設置的導入孔148內。該制冷劑吸入管107的插入端面與導入孔148的最深部存在間隙，并設置該間隙部與內、外側壓縮室126A、126B連通的吸入口149。
在可動工作缸112A的下端封閉面112e上設置導出口150，而在固定工作缸112B的下部周壁上貫通設置第1導出孔151，且在此處嵌裝導出管152的一端部。
導出管152彎曲成L字狀，其豎起的另一端部嵌裝在連續貫通于圓筒體機架111b及固定工作缸安裝凸緣部112c上下而設置的第2導出孔153內。因此，外側壓縮室126B與圓筒體機架111b的上部側密封箱101內部，通過導出管152而連通。
從所述旋轉軸曲柄部102c下面突設有油管131，并通過設于固定工作缸112B的下部封閉面112f的孔部154向下方伸出。在旋轉軸102A上，設有與所述油管131連通的未圖示的導油通道，從而，隨著旋轉軸102A的旋轉可汲取貯油部105的潤滑油，供給到各滑動部。
在密封箱101的上端部連接有制冷劑排出管106，并構成通過冷凝器108、膨脹閥109及蒸發器110而與制冷劑吸入管107連通的制冷循環。
另外，所述電動機部104包括嵌裝在旋轉軸102A上的轉子140以及與其外周面存在狹小間隙并相對的、嵌裝在密封箱101內周面上的定子141。
當向電動機部104通電來旋轉驅動旋轉軸102A時，曲柄部102c作偏心旋轉并使可動工作缸112A偏心旋轉。可動工作缸112A的內周面和外周面且相對180度的部位始終與圓筒體小直徑部111a周面和固定工作缸112B內周面滾動接觸，內、外側葉片125A、125B之間形成的內、外側壓縮室126A、126B互相錯位180度。
來自蒸發器110的低壓制冷劑氣體通過制冷劑吸入管107而被吸入壓縮機中，并通過吸入口149被直接導入內側壓縮室126A與外側壓縮室126B。
由于可動工作缸112A的結構與作用，低壓氣體交替地被導入內側壓縮室126A與外側壓縮室126B，并且因將第1、第2葉片槽124A、124B的間距或螺旋角做成相同，故氣體的吸入量在內、外側壓縮室126A、126B中相同。
低壓氣體隨著從各壓縮室126A、126B的上部側被輸送到下部側而被壓縮，且在最下端的壓縮室126A、126B被高壓化，直到規定壓力。內側壓縮室126A的高壓氣體從導出口150向可動工作缸112A外部導出，與外側壓縮室126B導出的高壓氣體合流。
所述合流后的高壓氣體被導向到導出管1 52，并從該開口端導出。即，導出到導出管152開口的處于圓筒體機架111b的上部側的高壓室143。一旦充滿高壓室143的高壓氣體從制冷劑排出管106排出，就導入到冷凝器108，從而構成制冷循環。
采用如此構成的螺旋葉片式壓縮機，不會使密封箱101那么大型化，可獲得與所謂雙缸同樣的大壓縮容量。而且，基本上可實現作為旋轉體的可動工作缸112A的薄壁化，不會增大其旋轉質量，只要可抑制振動產生的有利條件不改變即可。
螺旋葉片式壓縮機也可是如圖5所示的那種。由于基本上沒有改變在圓筒體111B與固定工作缸112B之間夾裝后述的可動工作缸112C并使其作偏心旋轉的結構，故對于與先前圖4中說明的結構零件相同的零件，標上相同符號，重復說明省略。
僅可動工作缸112C的上端部開口也可。因此，在固定工作缸112B的上端開口部僅設置吸入口149也可，與先前說明的壓縮機相比較，可提高制造性和降低零件材料費用。
作為可動工作缸112C的氣體導入部的開口端，由于即使在外側也是由固定工作缸112B圍住的低壓側，故不發生氣體泄漏。而且通過將可動工作缸112C的推力承受部設在可動工作缸112C開口端與圓筒體111B下端，可保證可動工作缸112C的圓滑偏心旋轉。
由于可動工作缸112C的開口端開放，以連接內側壓縮室126A與外側壓縮室126B，故可提高制冷劑氣體的吸入效率。另外，由于在可動工作缸112C的周壁上設置多個平衡用孔部139，故內側壓縮室126A與外側壓縮室126B的相同壓力的壓縮室就被連通，當一方的壓縮室為過壓縮狀態時，氣體就逃到另一方的壓縮室，從而獲得壓力的均勻化。
另外，到此為止說明的可動工作缸112A至112C，其特點均為不設置葉片槽124A、124B，然而，并不限于結構此，也可是如下所述那樣設置葉片槽的結構。
如圖6所示，雖不改變在圓筒體小直徑部111B周面設置卡合內側葉片125A的葉片槽124A，但卡合外側葉片125B的葉片槽124B設置在可動工作缸112D的外周面。
因此，由于在固定工作缸112E上無需具備任何的葉片槽，故可將其壁厚做薄。另外，由于在可動工作缸112D的外周面設置葉片槽124B，故如圖4及圖5說明的那樣，與在固定工作缸112B的內周面設置葉片槽124B的相比就容易加工，可降低工時。
如圖7所示，圓筒體111C與固定工作缸112E，各自不具有葉片槽，相反，在可動工作缸112F的內周面設置卡合內側葉片125A的第1葉片槽124A，并在其外周面設置卡合外側葉片125B的第2葉片槽124B。
這種情況，當然是將第1、第2葉片槽124A、124B的相位錯開的，以變在可動工作缸112F內外徑處不干擾，結果，可動工作缸112F的壁厚就比先前說明的厚，但這里通過設置2個葉片槽124A、124B，可最大限度地抑制重量增加的影響，可阻止旋轉質量的增大化。
圖8表示具備第1、第2葉片槽124A、124B的可動工作缸112F和壓縮機構部103B整體。對于與先前說明的結構零件相同的零件，標上相同符號，重復說明省略。
由于可將固定工作缸112E薄壁化，并且圓筒體111C與固定工作缸112E無葉片槽，故可一體成形進行同心加工，保持高精度。此時，固定工作缸112E的下端必然開口，但這里設置蓋體155來封住即可。
如圖9所示，也可在可動工作缸112G的內周面設置卡合內側葉片124A的第1葉片槽125A，在固定工作缸112H的內周面設置卡合外側葉片124B的第2葉片槽125B。此時，可最大限度地抑制可動工作缸112G與固定工作缸112H的厚壁化和重量的增加。
權利要求
1．一種螺旋葉片式壓縮機，包括被固定的工作缸；偏心配置在該工作缸內的滾柱；在該滾柱與工作缸之間具有沿工作缸軸向劃分成多個壓縮室的螺旋狀葉片的螺旋式壓縮機構部；在所述工作缸內使滾柱偏心旋轉的旋轉軸，其特征在于，所述工作缸，在其內周面形成螺旋狀葉片槽，在所述葉片槽內嵌入螺旋狀葉片，利用所述滾柱的偏心旋轉而使被壓縮流體向工作缸軸向移動并進行壓縮。
2．如權利要求1所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，在所述工作缸內周面形成的螺旋狀葉片槽，槽間距從工作缸一側向另一側逐漸變小地形成。
3．如權利要求1所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，在所述工作缸內周面形成的螺旋狀葉片槽，截面形狀做成大致矩形。
4．如權利要求1所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，螺旋狀葉片與圓筒狀的滾柱氣密地外接。
5．如權利要求1所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，螺旋狀葉片，用彈性體材料、塑料材料、氟化樹脂材料或氟化塑料材料形成。
6．一種螺旋葉片式壓縮機，包括被固定的圓筒體；由一端封閉、另一端開口的筒狀體所構成的、遮住所述圓筒體外周圍而配置的工作缸；夾裝在所述圓筒體的外周面與所述工作缸的內周面之間的螺旋狀葉片；在所述圓筒體的外周面與工作缸的內周面及所述葉片之間形成的壓縮室，其特征在于，通過使工作缸相對于所述圓筒體偏心旋轉，將被壓縮流體導入所述壓縮室并進行壓縮。
7．如權利要求6所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述圓筒體，其兩端部貫通并樞裝端部與工作缸連接的旋轉軸，通過旋轉驅動該旋轉軸而使工作缸偏心旋轉。
8．如權利要求6所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述旋轉軸，在其一部分上具有偏心的曲柄孔部，在所述工作缸的封閉面上突設有與所述曲柄孔部卡合的驅動軸，隨著旋轉軸的旋轉通過曲柄孔部與驅動軸而使工作缸偏心旋轉。
9．如權利要求6所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述旋轉軸，在其一部分上具有偏心的曲柄孔部，在所述工作缸的封閉面上一體地設置樞裝所述曲柄部的軸承部，隨著旋轉軸的旋轉通過曲柄部與軸承部而使工作缸偏心旋轉。
10．如權利要求6所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，由所述圓筒體與工作缸及葉片等構成壓縮機構部，該壓縮機構部容納在箱內，在所述圓筒體上一體地設置機架，該機架固定支承在所述箱上。
11．如權利要求10所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述機架，將所述箱內分隔成高壓側與低壓側。
12．如權利要求11所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，由所述圓筒體與工作缸及葉片構成的壓縮機構部配置在箱內的高壓側，所述工作缸，沿其開口端側的周部而一體地設置凸緣部，該凸緣部面為推力面。
13．如權利要求11所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，由所述圓筒體與工作缸及葉片構成的壓縮機構部配置在箱內的低壓側，所述工作缸用缸罩遮住。
14．一種螺旋葉片式壓縮機，包括被固定的圓筒體；由一端封閉、另一端開口的筒狀體所構成的、遮住所述圓筒體外周圍而配置的可動工作缸；由一端封閉、另一端開口的筒狀體所構成的、遮住所述可動工作缸的外周圍而配置的固定工作缸；夾裝在所述圓筒體的外周面與所述可動工作缸的內周面之間的螺旋狀內側葉片；在所述圓筒體的外周面與可動工作缸的內周面及所述內側葉片之間形成的內側壓縮室；夾裝在所述可動工作缸的外周面與固定工作缸的內周面之間的螺旋狀外側葉片；在所述可動工作缸的外周面與固定工作缸的內周面及所述外側葉片之間形成的外側壓縮室，其特征在于，通過使可動工作缸相對于所述圓筒體偏心旋轉，分別將被壓縮流體導入所述內側壓縮室與外側壓縮室并進行壓縮。
15．如權利要求14所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述圓筒體，樞裝貫通其兩端部的旋轉軸，該旋轉軸一部分具有偏心曲柄部，在所述工作缸的封閉面上，一體地設置樞裝該偏心曲柄部的軸承部，隨著旋轉軸的旋轉通過偏心曲柄部與軸承而使可動工作缸偏心旋轉。
16．如權利要求14所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述內側葉片與外側葉片，互相錯位約180度配置。
17．如權利要求14所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述內側葉片與外側葉片，互相的間距或螺旋角相同形成，以使在內側壓縮室與外側壓縮室中的被壓縮流體吸入量為相同。
18．如權利要求14所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，在所述可動工作缸上，設置將內側壓縮室與外側壓縮室予以連通的平衡用孔部。
19．如權利要求14所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，將所述圓筒體的上面或所述可動工作缸封閉面設為推力面。
20．如權利要求14所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述內側葉片卡合在設于圓筒體外周面的葉片槽內，所述外側葉片卡合在設于固定工作缸內周面的葉片槽內。
21．如權利要求14所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述內側葉片卡合在設于圓筒體外周面的葉片槽內，所述外側葉片卡合在設于可動工作缸外周面的葉片槽內。
22．如權利要求14所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述內側葉片卡合在設于可動工作缸內周面的葉片槽內，所述外側葉片卡合在設于可動工作缸外周面的葉片槽內。
23．如權利要求14所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述內側葉片卡合在設于可動工作缸內周面的葉片槽內，所述外側葉片卡合在設于固定工作缸內周面的葉片槽內。
24．一種螺旋葉片式壓縮機，包括第1圓筒狀構件；相對于第1圓筒狀構件偏心配置在所述第1圓筒狀構件外側的第2圓筒狀構件；使所述第1圓筒狀構件與所述第2圓筒狀構件相對旋轉的驅動裝置；配置在所述第1圓筒狀構件與所述第2圓筒狀構件之間的螺旋狀葉片，其特征在于，將所述第1圓筒狀構件及第2圓筒狀構件中的一方固定，將另一方做成旋轉自如，在形成于所述固定側的圓筒狀構件上的葉片槽內嵌入自由突出、退縮的所述葉片，通過所述旋轉側的圓筒狀構件的偏心旋轉，使被壓縮流體向所述各圓筒狀構件的軸向移動并進行壓縮。
25．如權利要求24所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述固定側的圓筒狀構件是第1圓筒狀構件，所述旋轉側的圓筒狀構件是第2圓筒狀構件。
26．如權利要求24所述的螺旋葉片式壓縮機，其特征在于，所述固定側的圓筒狀構件是第2圓筒狀構件，所述旋轉側的圓筒狀構件是第1圓筒狀構件。
全文摘要
本發明的螺旋葉片式壓縮機,具有被固定的工作缸20、偏心配置在該工作缸20內的滾柱21、在該滾柱21與工作缸20之間具有沿工作缸軸向劃分成多個壓縮室23的螺旋狀葉片22的螺旋式壓縮機構部。在工作缸20的內周面形成螺旋狀葉片槽29,在葉片槽29內嵌入螺旋狀葉片22,利用滾柱21的偏心旋轉而使被壓縮流體向工作缸軸向移動并進行壓縮。本發明可使滾柱薄壁化,減小旋轉質量,無需防自轉機構,結構簡單且裝配簡便。
文檔編號F04C23/00GK1215801SQ9812345
公開日1999年5月5日 申請日期1998年10月22日 優先權日1997年10月23日
發明者小津政雄, 藤原尚義, 福田鐵男 申請人:東芝株式會社