帶有滑動軸承的壓縮機的制作方法

專利名稱：帶有滑動軸承的壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有可旋轉地支撐旋轉單元或驅動壓縮機構的滑動軸承的壓縮機。
然而，由多孔陶瓷制成的軸承襯套不具備固體潤滑性能。另外，由于軸承襯套和主軸之間的間隙預設定得較小，使得主軸由軸承襯套支撐而不會發出異響，因此含在制冷劑中的潤滑油幾乎不能到達軸承襯套與主軸之間的滑動部分。也就是說，軸承襯套與主軸之間的滑動部分易于磨損。因此，軸承襯套的使用壽命下降。
根據本發明，壓縮機包括殼體、壓縮機構、旋轉單元和滑動軸承。壓縮機構壓縮殼體內的制冷劑。旋轉單元驅動壓縮機構。滑動軸承支撐于殼體內，同時可旋轉地支撐旋轉單元。滑動軸承具有基體、多孔金屬層和氟樹脂層。基體的表面涂有具有固體潤滑性能的多孔金屬層。該表面透過多孔金屬層涂上氟樹脂層。
此外，在本發明中，用于可旋轉地支撐旋轉單元的滑動軸承包括基體、多孔金屬層和氟樹脂層。多孔金屬層涂在基體的表面上。多孔金屬層具有固體潤滑性能。氟樹脂層透過多孔金屬層涂在該表面上。
如

圖1所示，氣缸體11、前殼體12、閥板組件13和后殼體14組成了壓縮機C的總殼體或壓縮機殼體。前殼體12固定在氣缸體11的前端。后殼體14通過閥板組件13固定在氣缸體11的后端。氣缸體11和前殼體12形成了曲軸箱15。驅動軸16可旋轉地支撐于壓縮機殼體中并延伸穿過曲軸箱15。
仍參考圖1，驅動軸16的前端通過徑向滑動軸承17支撐于前殼體12中。徑向滑動軸承17安裝在前殼體12的前壁12A上的通孔12B中。驅動軸16的后端通過徑向滑動軸承18支撐于氣缸體11中。徑向滑動軸承18安裝在氣缸體11上的通孔11A中。
如圖2所示，徑向滑動軸承17是將扁平材料彎曲成圓柱形并使扁平材料的一端和另一端在接頭17A處相互接觸而形成的。徑向滑動軸承17插入到前壁12A上的通孔12B中，同時支撐驅動軸16。在這種狀態下，驅動軸16的外圓周面與徑向滑動軸承17的內圓周面之間的間隙最小，使得驅動軸16可由徑向滑動軸承17可旋轉地支撐。徑向滑動軸承17的外圓周面與通孔12B的內圓周面之間的間隙設計成使徑向滑動軸承17的外圓周面盡可能貼附在通孔12B的內圓周面上。徑向滑動軸承17的兩端在接頭17A處的間隙設計成盡可能小。
如圖3所示，位于驅動軸16側的徑向滑動軸承17的基體17B的表面涂有透過燒結青銅層17C的氟樹脂層17D，例如聚四氟乙烯(PTFE)，燒結青銅層17C是具有固體潤滑性能的多孔金屬層。在第一實施例中，基體17B由鐵例如SPCC制成。
仍參考圖3，在彎曲徑向滑動軸承17之前，在處于扁平狀態的基體17B的表面上涂上燒結青銅層17C，然后在燒結青銅層17C上涂上氟樹脂層17D，使得一部分氟樹脂層17D進入到形成于燒結青銅層17C內的多孔中。未進入多孔中的氟樹脂層17D的表面厚度和燒結青銅層17C的厚度分別被預設為約30μm和220μm。
再參考圖1，除了在徑向和軸向方向上的尺寸有小的差異之外，徑向滑動軸承18以與徑向滑動軸承17類似的方式構成。此外，徑向滑動軸承18也以類似的方式制造。
仍參考圖1，驅動軸16的前端經通孔12B延伸到壓縮機殼體之外。驅動軸16的前端通過動力傳遞機構PT與作為外部驅動源的車輛發動機E直接相連。在通孔12B內的徑向滑動軸承17的前端設有唇形密封件12C，從而可防止壓縮機殼體內的制冷劑經通孔12B泄漏到壓縮機殼體外。
在曲軸箱15內，鐵制連接板19固定地放置在驅動軸16上并與之一起旋轉。驅動軸16和連接板19組成了旋轉單元。另外，在曲軸箱15內還設置了用作凸輪盤的旋轉斜盤20。旋轉斜盤20可滑動地并傾斜地支撐于驅動軸16上，同時通過鉸鏈機構21與連接板19有效地相連。因此，旋轉斜盤20可與連接板19和驅動軸16同步旋轉，并且沿驅動軸16的軸向滑動且傾斜于該軸。
圓形夾22與驅動軸16接合。在旋轉斜盤20與圓形夾22之間設有彈簧23。彈簧23可調節旋轉斜盤20相對于與驅動軸16正交的平面的傾斜角。也就是說，彈簧23可調節旋轉斜盤20的最小傾斜角。
雖然在圖1中只表示出了一個氣缸24，但在氣缸體11中設有多個氣缸24，以圍繞驅動軸16。在各氣缸24內容納了可作往復運動的單頭活塞25。在氣缸24內，在活塞25與閥板組件13之間形成了作為壓縮區的壓縮室。活塞的前側通過一對支承墊塊26與旋轉斜盤20的外圓周面接合。因此，當驅動軸16旋轉時，旋轉斜盤20的末端處的軸向運動通過支承墊塊26傳遞給活塞25。因此，活塞25在各氣缸24內往復運動。
活塞25、支承墊塊26、旋轉斜盤20、鉸鏈機構21與連接板19組成了曲軸機構。曲軸機構、包括氣缸24的氣缸體11以及驅動軸16組成了壓縮機構。
在連接板19與前殼體12的前壁12A之間設有推力滾動軸承27A。推力滾動軸承27A沿推力方向支撐旋轉單元，從而承受作用在連接板19上的壓縮反作用力。
在通孔11A中設有推力滾動軸承27B。在通孔11A的后端，第二圓形夾22A與氣缸體11相接合。在推力滾動軸承27B和第二圓形夾22A之間設有第二彈簧23A。氣缸體11通過推力滾動軸承27B、第二彈簧23A和第二圓形夾22A支撐驅動軸16的后端，從而限制了驅動軸16的后端向后移動。
在閥板組件13與后殼體14之間形成了吸氣室28和排氣室29。當活塞25從上止點運動到下止點時，通過推開閥板組件13上的吸入閥13B，可將吸氣室28中的制冷劑經閥板組件13上的吸入端口13A抽入到氣缸24內。當活塞25從下止點運動到上止點時，抽入到氣缸24內的制冷劑被壓縮到預定的壓力水平。通過推開閥板組件13上的排出閥13E，可將被壓縮的制冷劑經閥板組件13上的排出端口13C引入至排氣室29中。
吸氣室28通過外部致冷回路30與排氣室29相連。外部致冷回路30主要包括冷凝器31、作為減壓設備的熱膨脹閥32和蒸發器33。熱膨脹閥32的開度根據連接在蒸發器33的出口或下游端的溫度反應管34所檢測到的溫度和壓力來控制。熱膨脹閥32將與冷卻負載相對應的一定量液態制冷劑供應給蒸發器33，從而調節在外部致冷回路30內循環的制冷劑量。蒸發器33的出口通過第一循環管35與壓縮機C內的吸氣室28相連。壓縮機C內的排氣室29通過第二循環管36與冷凝器31的入口相連。
排氣室29內的制冷劑被引入外部致冷回路30中。在外部致冷回路30中利用制冷劑進行熱交換。外部致冷回路30內的制冷劑被引入吸氣室28中，再被抽入氣缸24的壓縮室內并在此處被壓縮，然后被排到排氣室29中。此循環重復進行。
在氣缸體11和閥板組件13內設有排放通道37，其可將曲軸箱15與吸氣室28相連。另外，在氣缸體11、閥板組件13和后殼體14中設有供給通道38，可將排氣室29與曲軸箱15相連。在供給通道38內設有控制閥39，從而調節供給通道38的開度。
排氣室29內的制冷劑趨于經供給通道38流入曲軸箱15內。同時，曲軸箱15內的制冷劑趨于經排放通道37流入吸氣室28內。曲軸箱15內的壓力Pc或曲軸壓力Pc通過調節控制閥39的開度而決定。曲軸壓力Pc與施加在活塞25上的壓縮室內壓力之間的壓力差根據曲軸壓力Pc而變化。此時，旋轉斜盤20的傾斜角改變，活塞25的行程量也改變。因此，可以調節排量。
在第一實施例中，吸氣室28、吸入端口13A、氣缸24、排出端口13C和排氣室29組成了壓縮機殼體內的致冷路徑。
下面將介紹上述單頭活塞式壓縮機C的操作。如圖1所示，當車輛發動機E的驅動力通過動力傳遞機構PT傳遞給驅動軸16時，旋轉斜盤20隨同驅動軸16一起旋轉。當旋轉斜盤20旋轉時，各活塞25以對應于旋轉斜盤20的傾斜角的行程量在氣缸24內作往復運動。因此，制冷劑被吸入氣缸24內，在其中被壓縮，然后排出。
仍參考圖1，當控制閥39的開度減小時，通過供給通道38從排氣室29運動至曲軸箱15的高壓制冷劑的量也減少。因此，曲軸壓力Pc也減小。此時，旋轉斜盤20的傾斜角增大。也就是說，壓縮機C的排量增大。相反，當控制閥39的開度增大時，通過供給通道38從排氣室29運動至曲軸箱15的高壓制冷劑的量也增加。因此，曲軸壓力Pc也增大。此時，旋轉斜盤20的傾斜角減小。也就是說，壓縮機C的排量減小。
如圖2和圖1所示，驅動軸16相對具有固體潤滑性能的徑向滑動軸承17的氟樹脂層17D滑動。因此，驅動軸16幾乎不磨損。即使氟樹脂層17D磨損，徑向滑動軸承17露出同樣具有固體潤滑性能的燒結青銅層17C。因此，驅動軸16相對徑向滑動軸承17的燒結青銅層17C滑動。因此，驅動軸16相對徑向滑動軸承17滑動，從而保持不被磨損。驅動軸16也以類似的方式相對徑向軸承18滑動，從而保持不被磨損。
在第一實施例中，可得到下述效果(1)至(5)。
(1)如圖1所示，采用徑向滑動軸承17在軸向方向上支撐旋轉單元，這樣與滾動軸承相比降低了制造成本。由于在驅動軸16與基體17B之間設有氟樹脂層17D與燒結青銅層17C，驅動軸16可相對徑向滑動軸承17滑動而不磨損。因此，壓縮機C的使用壽命相對而言得以延長。另外，由于基體17B上涂有氟樹脂層17D和燒結青銅層17C，使得氟樹脂層17D進入到燒結青銅層17C內的多孔中，因此氟樹脂層17D幾乎不會從徑向滑動軸承17上脫落。
(2)如圖3所示，采用具有優良固體潤滑性能的燒結青銅層17C作為多孔金屬層。即使徑向滑動軸承17的氟樹脂層17D發生磨損，則露出燒結青銅層17C。因此，徑向滑動軸承17保持了優良的固體潤滑性能。
(3)采用PTFE作為氟樹脂層17D。由于PTFE在氟樹脂層17D中具有較優良的固體潤滑性能，因此徑向滑動軸承17能較充分地對驅動軸16進行潤滑。
(4)徑向滑動軸承17插入通孔12B中，同時支撐驅動軸16。在這種狀態下，驅動軸16的外圓周面與徑向滑動軸承17的內圓周面之間的間隙最小，使得驅動軸16由徑向滑動軸承17可旋轉地支撐。徑向滑動軸承17的外圓周面與通孔12B的內圓周面之間的間隙設計成使徑向滑動軸承17的外圓周面盡可能貼附在通孔12B的內圓周面上。徑向滑動軸承17的兩端部在徑向滑動軸承17的接頭17A處的間隙設計成盡可能小。因此，在通孔12B內，徑向滑動軸承17與唇形密封件12C之間的空間的壓力可容易地保持在小于曲軸壓力Pc。因此，作用在唇形密封件12C上的可防止制冷劑經通孔12C泄漏出壓縮機之外的負載減小。
(5)徑向滑動軸承17設置在不在致冷路徑內的曲軸箱15中。具體地說，徑向滑動軸承17位于通孔12B內。在曲軸箱15內，由于制冷劑沒有被較充分地潤滑，因此包含在制冷劑中的霧狀潤滑油也沒有被充分地潤滑。然而，徑向滑動軸承17具有固體潤滑性能。因此，即使在曲軸箱15內，徑向滑動軸承17也可抑制徑向滑動軸承17與驅動軸16之間的滑動部分的磨損。也就是說，在第一實施例的壓縮機C中可有效地采用徑向滑動軸承17。
根據本發明的徑向滑動軸承17的上述效果(1)至(5)可以類似的方式用于徑向滑動軸承18。
下面將參考圖4和圖5介紹根據本發明第二優選實施例的車輛空調機中的單頭活塞式壓縮機C。在第二優選實施例中，采用推力滑動軸承代替第一實施例的推力滾動軸承27A。第二優選實施例的其它部件與第一實施例的相同。第二優選實施例中與第一優選實施例基本相同的部件采用相同的標號，并省略了重復的描述部分。在圖4中，圖的左側為前面，圖的右側為后面。
如圖4所示，在前殼體12的前壁12A與連接板19之間設有推力滑動軸承41，以代替推力滾動軸承27A。推力滑動軸承41由第一板42與第二板43組成。具有環形鐵基體的第一板42固定在連接板19上。具有環形鐵基體的第二板43固定在前壁12A上。圖5顯示了平的環形第一板42的結構。
參考圖4和圖5，第一板42的外徑被預定為略小于第二板43的外徑。第一板42具有扁平基體。扁平基體上朝向第二板43的表面或扁平基體的前表面以類似于第一實施例的徑向滑動軸承17和18的方式透過作為多孔金屬層的燒結青銅層涂上氟樹脂層。在第二實施例中采用PTFE。
第二板43上朝向第一板42的表面或第二板43的后表面通過打磨而被平整。由于第一板42的前表面與第二板43的后表面可滑動地接觸，因此可調節旋轉單元沿推力方向的向前運動。
在第二實施例中，可得到上述效果(1)至(5)。此外還可得到下面的效果(6)和(7)。
(6)采用推力滑動軸承41作為支撐旋轉單元的在壓縮機構內所產生的壓縮反作用力通過連接板19作用側的軸承，因而其成本較推力滾動軸承27A要低。由于第一板42具有氟樹脂層和燒結青銅層，推力軸承41不易被磨損。因此，壓縮機C的使用壽命得以延長。另外，由于第一板42的扁平基體上涂有透過燒結青銅層的氟樹脂層，使得一部分氟樹脂層進入到燒結青銅層內的多孔中，因此氟樹脂層幾乎不會從扁平基體上脫落。
(7)推力滑動軸承41設置在不在致冷路徑內的曲軸箱15中。在曲軸箱15內，由于制冷劑沒有被較充分地潤滑，因此包含在制冷劑中的霧狀潤滑油也沒有被充分地潤滑。然而，推力滑動軸承41具有固體潤滑性能。因此，即使在曲軸箱15內，推力滑動軸承41也可抑制第一板42和第二板43之間的滑動部分的磨損。也就是說，在第二實施例的壓縮機C中可有效地采用推力滑動軸承41。
下面將參考圖6介紹根據本發明第三優選實施例的車輛空調機中的雙頭活塞式壓縮機。在第三優選實施例中，沿軸向方向支撐旋轉單元的徑向滑動軸承以類似于第一和第二實施例中的方式構成。第三優選實施例中的其它部件與第一和第二實施例中的相同。第三優選實施例中與第一和第二優選實施例基本相同的部件采用相同的標號，并省略了重復的描述部分。在圖6中，圖的左側為前面，圖的右側為后面。
如圖6所示，一對氣缸體51相互固定在一起。前殼體52通過閥板組件54固定在氣缸體51的前側，后殼體53通過閥板組件54固定在氣缸體51的后側。
仍參考圖6，通孔55穿過前殼體52和氣缸體51，并到達后殼體53。在通孔55內插入了貫穿螺栓56。位于貫穿螺栓56的末端的螺紋部分56A擰入后殼體53的螺紋孔55A中。前殼體52、氣缸體51和后殼體53通過貫穿螺栓56固定，從而形成壓縮機的構造。
作為旋轉軸的鐵制驅動軸57通過一對徑向滑動軸承17和18可旋轉地支撐于氣缸體51和前殼體52的中心。徑向滑動軸承17和18以類似于第一實施例中的方式構成。徑向滑動軸承17和18分別位于氣缸體51中心處的一對支撐孔51A內，以便與由這對氣缸體51所形成的曲軸箱58相通。
插入相應的支撐孔51A內的徑向滑動軸承17支撐了驅動軸57。在這種狀態下，驅動軸57的外圓周面與徑向滑動軸承17的內圓周面之間的間隙最小，使得驅動軸57由徑向滑動軸承17可旋轉地支撐。徑向滑動軸承17的外圓周面與通孔51A的內圓周面之間的間隙設計成使徑向滑動軸承17的外圓周面盡可能貼附在通孔51A的內圓周面上。徑向滑動軸承17的兩端部在徑向滑動軸承17的接頭17A處的間隙設計成盡可能小。插入相應的支撐孔51A內的徑向滑動軸承18以類似方式支撐驅動軸57。
驅動軸57的前端通過位于前殼體52的中心處的通孔52A延伸到壓縮機的殼體之外。驅動軸57的前端通過圖中未示出的動力傳遞機構可操作地與外部驅動源例如車輛發動機相連。因此，外部驅動源的驅動力傳遞給驅動軸57。
氣缸體51的前側上的通孔52A和通孔51A通過閥板組件54的前側上的通孔而彼此相通。在通孔52A中設有唇形密封件52B，從而可防止壓縮機殼體內的制冷劑經通孔52A泄漏到壓縮機殼體外。
在氣缸體51中設有多個氣缸51B，其圍繞著驅動軸57。在各氣缸51B內容納了可作往復運動的雙頭活塞59。在氣缸51B中，在活塞59與閥板組件54之間形成了作為壓縮區的壓縮室51C。
曲軸箱58與圖中未示出的外部致冷回路相連，從而組成了吸入壓力區。也就是說，曲軸箱58組成了在壓縮機殼體內的致冷路徑。在具有圓柱形凸緣60A的旋轉斜盤60的中心設有通孔。驅動軸57固定地安裝在曲軸箱58中的通孔內。旋轉斜盤60的外圓周通過一對支承墊塊61與活塞59的中部相接合。驅動軸57與旋轉斜盤60組成了旋轉單元。
在驅動軸57上設有一對推力滾動軸承62，使得氣缸體51分別通過推力滾動軸承62將旋轉斜盤60的圓柱形凸緣60A夾在中間。活塞59在驅動軸57的旋轉作用下通過旋轉斜盤60在氣缸51B內作往復運動。
支承墊塊61和旋轉斜盤60組成了曲軸機構。曲軸機構、包括氣缸51B的氣缸體51、活塞59以及驅動軸57組成了壓縮機構。
在前殼體52和后殼體53內的外圓周側形成了吸氣室63。吸氣室63通過圖中未示出的連通孔與通孔55相通，并通過通孔55與曲軸箱58相連。在前殼體52和后殼體53內的內圓周側分別形成了排氣室64。排氣室64與外部致冷回路相連。
在閥板組件54內形成了多個與相關吸氣室63對應的吸入端口65。在閥板組件54內還設有用于打開和關閉吸入端口65的吸入閥66。當活塞59從上止點運動到下止點時，吸入閥66打開。此時，吸氣室63內的制冷劑被抽入壓縮室51C中。
另外，在閥板組件54內還形成了多個與相關排氣室64對應的排出端口67。在閥板組件54內還設有用于打開和關閉排出端口67的排放閥66。當活塞59從下止點運動到上止點時，排放閥68打開。此時，壓縮室51C內的制冷劑被壓縮至預定的壓力并排放到排氣室64中。
在第三實施例中，曲軸箱58、通孔55、吸氣室63、吸入端口65、壓縮室51C、排出端口67和排氣室64組成了壓縮機殼體內的致冷路徑。致冷路徑內的各個部分由包含在致冷路徑內的制冷劑中的霧狀潤滑油潤滑。也就是說，在組成致冷路徑的曲軸箱58中，驅動軸57相對于徑向滑動軸承17和18的具有固體潤滑性能的氟樹脂層和燒結青銅層滑動，并且也被潤滑油潤滑。
在第三實施例中，可得到上述效果(1)至(3)。另外，還可得到下面的效果(8)和(9)。
(8)徑向滑動軸承17插入通孔51A中，同時支撐驅動軸57。在這種狀態下，驅動軸57的外圓周面與徑向滑動軸承17的內圓周面之間的間隙最小，使得驅動軸57由徑向滑動軸承17可旋轉地支撐。徑向滑動軸承17的外圓周面與通孔51A的內圓周面之間的間隙設計成使徑向滑動軸承17的外圓周面盡可能貼附在通孔51A的內圓周面上。徑向滑動軸承17的兩端部在徑向滑動軸承17的接頭17A處的間隙設計成盡可能小。因此，在通孔51A內，徑向滑動軸承17與唇形密封件52B之間的空間內的壓力可容易地保持在小于曲軸箱58中的壓力。因此，作用在唇形密封件52B上的可防止制冷劑經通孔51A泄漏出壓縮機之外的負載減小。插入通孔51A中的徑向滑動軸承18以類似的方式支撐驅動軸57。
(9)徑向滑動軸承17和18設在構成壓縮機殼體內的致冷路徑的曲軸箱58中。具體地說，徑向滑動軸承17和18位于通孔51A中。因此，驅動軸57與徑向滑動軸承17和18之間的滑動部分通過具有固體潤滑性能的徑向滑動軸承17和18以及含在致冷路徑內制冷劑中的霧狀潤滑油而得到有效的潤滑。
下面將參考圖7介紹根據本發明第四優選實施例的螺旋式壓縮機。在第四優選實施例中采用了徑向滑動軸承。
如圖7所示，在固定渦殼71上固定了中央殼體72。在中央殼體72上固定了電動機殼體73。固定渦殼71、中央殼體72和電動機殼體73構成了第四實施例的壓縮機殼體。
仍參考圖7，作為旋轉軸的鐵制軸74分別由徑向滑動軸承75和76可旋轉地支撐于中央殼體72和電動機殼體73中。曲軸74A與軸74形成一體。電動機殼體73和中央殼體72形成了電動機室78。
在曲軸74A上支撐了平衡塊79。軸74和平衡塊79組成了旋轉單元。在中央殼體72和固定渦殼71之間與固定渦殼71相對地設置了可動渦殼80。可動渦殼80通過徑向滑動軸承81和襯套82由曲軸74A可相對旋轉地支撐。可動渦殼80具有可動底板80A和從可動底板80A上延伸出的可動螺旋壁80B。固定渦殼71具有固定底板71A和從固定底板71A上延伸出的固定螺旋壁71B。可動螺旋壁80B和固定螺旋壁71B在可動渦殼80和固定渦殼71之間相互接合。
從可動底板80A中向后突出了凸緣80C，在圖中是從可動底板80A上向左突出。在凸緣80C內安裝了基本為圓柱形的襯套82。在凸緣80C內容納了徑向滑動軸承81。徑向滑動軸承81的內圓周面相對曲軸74A的外圓周面滑動。
固定底板71A、固定螺旋壁71B、可動底板80A和可動螺旋壁80B形成了作為壓縮區的壓縮室77。壓縮室77的容積隨著可動渦殼80的旋轉而減小。
在中央殼體72的前側或圖中中央殼體72的右側設置了處于基本同一圓周上的多個凹槽72A。在第四實施例中設置了四個凹槽。在各凹槽72A內容納有環形件83。在中央殼體72上固定了固定銷84。在可動渦殼80上固定了可動銷85。固定銷84和可動銷85插入各環形件83內。可動渦殼80隨同曲軸74A的旋轉而圍繞固定渦殼71的軸線旋轉，同時環形件83、固定銷84和可動銷85防止了可動渦殼80的自旋轉。
定子86固定在電動機殼體73的內圓周面上。轉子87固定在軸74的外圓周面上并與定子86相對。定子86和轉子87構成了電動機。轉子87和軸74通過供電給定子86而整體地旋轉。
可動渦殼80的可動底板80A具有基本位于其中央的排出端口80D。在可動底板80A中設置了與排出端口80D相對應的浮閥88。排出端口80D通過浮閥88與凸緣80C內或排氣室89內的空間相通。軸74具有位于徑向滑動軸承75附近且從軸中穿過的第一通道74B，以連通排氣室89和電動機室78。軸74具有位于徑向滑動軸承76附近且從軸中穿過的第二通道74C，以連通電動機室78和電動機殼體73的外部。當可動渦殼80圍繞固定渦殼71的軸線旋轉時，制冷劑通過固定渦殼71中的入口71C引入壓縮室77，經排出端口80D、排氣室89、第一通道74B、電動機室78和第二通道74C，并經穿過電動機殼體73的端壁73A而形成的出口73B流出壓縮機殼體外。也就是說，排氣室89、第一通道74B、電動機室78和第二通道74C是壓力基本上等于排氣室89內壓力的高壓區。
中央殼體72具有沿著可動渦殼80的后表面朝軸74的軸線延伸的延伸部分72B。延伸部分72B延伸得比固定渦殼71的最遠端內圓周面更接近軸74的軸線。在延伸部分72B上朝向可動渦殼80的后表面的表面上設有橫截面基本為正方形的環形槽72C。在環形槽72C中設置了環形密封圈90，從而將可動渦殼80的后部的其余部分分隔成空間91和低壓區92。低壓區92的壓力與所引入的制冷劑的壓力基本相等。
中央殼體72具有帶底部的基本為圓柱形的分隔壁72D。分隔壁72D從延伸部分72B的最里端延伸出，包圍了可動渦殼80的凸緣80C和平衡塊79。徑向滑動軸承75插入到分隔壁72D的中心處的通孔72E中。徑向滑動軸承75的內圓周面相對軸74的外圓周面滑動。
徑向滑動軸承75，76和插入襯套82中的徑向滑動軸承81以類似于第一實施例中的方式構成。也就是說，除了徑向和軸向方向的尺寸外，徑向滑動軸承75，76和81以類似于第一實施例中的方式構成。此外，徑向滑動軸承75，76和81以類似于第一實施例中的方式制造。
當軸74插入徑向滑動軸承75和81中時，徑向滑動軸承75和81分別插入通孔72E和襯套82中。具體地說，曲軸74A插入徑向滑動軸承81中。在這種狀態下，軸74的外圓周面與徑向滑動軸承75，81的內圓周面之間的間隙最小，使得軸74由徑向滑動軸承75，81可旋轉地支撐。徑向滑動軸承75的外圓周面與通孔72E的內圓周面之間的間隙，以及徑向滑動軸承81的外圓周面與襯套82的內圓周面之間的間隙設計成使徑向滑動軸承75，81的外圓周面盡可能分別貼附在通孔72E和襯套82的內圓周面上。徑向滑動軸承75的兩端部在徑向滑動軸承75的接頭處的間隙設計成盡可能小。同樣，徑向滑動軸承75的兩端部在徑向滑動軸承81的接頭處的間隙設計成盡可能小。
在凸緣80C的外圓周面與分隔壁72D的內圓周面之間形成了空間91。由于在通孔72E和軸74之間設有徑向滑動軸承75，因此空間91與電動機室78基本上隔開。由于在襯套82和曲軸74A之間設有徑向滑動軸承81，排氣室89與空間91基本上隔開。也就是說，徑向滑動軸承75和81被設置成用來在壓力下在壓縮機內隔出空間。另外，由于在凸緣80C上安裝了襯套82，排氣室89通過襯套82與凸緣80C之間的間隙與空間91隔開。
當高壓區例如電動機室78和排氣室89內的制冷劑經徑向滑動軸承75，81和軸74之間的微小間隙泄漏到空間91內時，空間91內的壓力由圖中未示出的控制閥控制。因此，空間91內的壓力比高壓區內的壓力低。因而，空間91可保持高壓區和低壓室92之間的壓力。
由于壓力較高壓區低的空間91設置在可動渦殼80的后表面上，因此減小了由施加在可動渦殼80的后表面上的壓力所引起的、沿固定渦殼71的軸向且朝向固定渦殼71而施加在可動渦殼80上的負載。因此，可動渦殼80可圍繞固定渦殼71的軸線平滑地旋轉。因此減小了可動渦殼80的機械損失。
另外，由于涂有燒結青銅層和氟樹脂層的徑向滑動軸承75，81具有優良的固體潤滑性能，因此可抑制徑向滑動軸承75，81與軸74之間的滑動部分的磨損。這樣便阻止了滑動部分之間的間隙增大。因而，高壓區和空間91在壓力下保持隔開。
固定渦殼71、可動渦殼80、中央殼體72、環形件83、固定銷84、可動銷85、襯套82、徑向滑動軸承75和81、軸74以及平衡塊79組成了螺旋式壓縮機構。
在第四實施例中，可得到上述效果(1)至(3)。此外，還可得到如下效果(10)。
(10)徑向滑動軸承81設置在排氣室89和空間91之間，使得排氣室89在壓力下通過徑向滑動軸承81與空間91隔開。徑向滑動軸承75設置在電動機室78和空間91之間，使得電動機室78在壓力下通過徑向滑動軸承75與中等壓力的空間91隔開。由于表面涂有燒結青銅層和氟樹脂層的徑向滑動軸承75，81具有優良的固體潤滑性能，因此可抑制徑向滑動軸承75，81與軸74之間的滑動部分的磨損。因此，在徑向滑動軸承75，81與軸74之間形成了優良的密封，并容易保持高密封性能。也就是說，排氣室89可在壓力下與空間91有效地隔開，無須使用另外的密封。電動機室78也可在壓力下與空間91有效地隔開，無須使用另外的密封。
在本發明中，還進行了下列的實施例。在第二實施例中，第一板42可固定在前壁12A上，使其可滑動地直接與連接板19接觸。在此結構中省略了第二板43。因此，制造成本可下降很多。在此情況下，與第一板42接觸的連接板19的滑動表面最好為光滑且平直的。此時，連接板19的光滑平直的滑動表面與第一板42之間的滑動部分的磨損相對受到抑制。因此，可延長壓縮機C的使用壽命。
另外，在第二實施例中，可設置推力滑動軸承來代替推力滾動軸承27B，以限制驅動軸16向后運動。
另外，在第二實施例中，可采用徑向滑動軸承17，18和推力滑動軸承41作為滑動軸承。然而，也可只采用推力滑動軸承41作為滑動軸承。
在第三實施例中，可采用具有與第二實施例中的推力滑動軸承41相似結構的推力滑動軸承來代替推力滾動軸承62，以便沿推力方向調節驅動軸57和旋轉斜盤60。在這種情況下，制造成本可下降較多。
另外，在第三實施例中，可采用徑向滑動軸承17和18作為滑動軸承。然而，也可只采用用于替代推力滾動軸承62的第二實施例中的推力滑動軸承41作為滑動軸承。
在第一至第三實施例中，驅動軸16，57的外圓周面與徑向滑動軸承17，18的內圓周面之間的間隙無需最小化到使驅動軸16，57可由徑向滑動軸承17，18可旋轉地支撐的程度。這些間隙可預設成大于使驅動軸16，57由徑向滑動軸承17，18可旋轉地支撐的程度。
在第一至第三實施例中，徑向滑動軸承17的外圓周面與通孔12B和支撐孔51A的內圓周面之間的間隙設計成使徑向滑動軸承17的外圓周面盡可能貼附在通孔12B和支撐孔51A的內圓周面上。在徑向滑動軸承17的接頭17A處，徑向滑動軸承17的兩端的間隙設計成盡可能小。然而，徑向滑動軸承17的外圓周面無需貼附在通孔12B和支撐孔51A的內圓周面上。在徑向滑動軸承17的接頭17A處，徑向滑動軸承17兩端的間隙可設計成大于使驅動軸16，57由徑向滑動軸承17可旋轉地支撐的程度。
在第四實施例中，可在凸緣80C與襯套82之間、襯套82與徑向滑動軸承81之間以及徑向滑動軸承81與曲軸74A之間分別形成間隙，以允許制冷劑在排氣室89與空間91之間流動。另外，可在通孔72E與徑向滑動軸承75之間以及在徑向滑動軸承75與軸74之間形成間隙，以允許制冷劑在電動機室78與空間91之間流動。當高壓區內的壓力因這些間隙而降低時，空間91內的壓力低于高壓區內的壓力。在這種情況下，可以減小由施加在可動渦殼80的后表面上的壓力所引起的、沿固定渦殼71的軸向朝向固定渦殼71的施加在可動渦殼80上的負載。
另外，在第四實施例中，可采用徑向滑動軸承75，76和81作為滑動軸承。然而，也可采用徑向滑動軸承75和76或者徑向滑動軸承81作為滑動軸承。
在上述所有實施例中，氟樹脂層可采用不同于PTFE的其它材料。
在上述所有實施例中，可采用不同于青銅的其它材料如鉛作為具有固體潤滑性能的多孔金屬層。考慮到環境保護的因素，應盡可能避免使用鉛。
在上述所有實施例中，用作徑向滑動軸承17，18，75，76和81的基體的鐵板可采用除SPCC之外的其它材料。
在上述所有實施例中，徑向滑動軸承17，18，75，76和81可通過彎曲鐵板而形成。然而，用于形成徑向滑動軸承17，18，75，76和81的方法不限于上述方法。例如，可通過鑄造形成圓柱形基體，然后在圓柱形基體的內圓周面上透過多孔金屬層涂上氟樹脂層。
現有的示例和優選實施例被視為是說明性的和非限制性的，本發明不限于此處所述的具體細節，而是可在所附權利要求的范圍內進行修改。
權利要求
1.一種壓縮機，其包括殼體；位于所述殼體內的用于壓縮制冷劑的壓縮機構；用于驅動所述壓縮機構的旋轉單元；和支撐于所述殼體內的滑動軸承，所述滑動軸承可旋轉地支撐所述旋轉單元，所述滑動軸承包括基體，涂在所述基體的表面上的多孔金屬層，所述多孔金屬層具有固體潤滑性能，和透過所述多孔金屬層涂在所述表面上的氟樹脂層。
2.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述滑動軸承是可在徑向上支撐所述旋轉單元的徑向滑動軸承。
3.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述滑動軸承是在推力方向支撐所述旋轉單元的推力滑動軸承，其中所述推力滑動軸承設置成可承受由所述所述壓縮機構通過所述旋轉單元所產生的壓縮反作用力。
4.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述滑動軸承可在壓力下將所述殼體的內部隔開。
5.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述多孔金屬層由青銅制成。
6.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述氟樹脂層為聚四氟乙烯(PTFE)。
7.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述多孔金屬層為燒結青銅層，所述氟樹脂層為PTFE，其中未進入形成于所述燒結青銅層內的多孔中的所述PTFE的表面厚度和所述燒結青銅層的厚度分別預設為約30μm和220μm。
8.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述旋轉單元由鐵制成。
9.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述基體由鐵制成。
10.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述壓縮機構包括多個氣缸、位于各所述氣缸內的活塞以及根據所述旋轉單元的旋轉而使所述活塞在各所述氣缸內往復運動的曲軸機構，所述殼體包括用于容納所述曲軸機構和所述滑動軸承的曲軸箱，制冷劑被所述壓縮機構壓縮并引入所述曲軸箱中，通過調節所述曲軸箱內的壓力可改變所述活塞的行程量。
11.根據權利要求10所述的壓縮機，其特征在于，所述活塞是單頭活塞，所述曲軸機構包括鉸鏈機構，所述旋轉單元的旋轉由所述曲軸機構通過所述鉸鏈機構傳遞給所述單頭活塞。
12.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述壓縮機構包括多個氣缸、位于各所述氣缸內的活塞、以及根據所述旋轉單元的旋轉而使所述活塞在各所述氣缸內往復運動的曲軸機構，所述殼體包括用于容納所述曲軸機構和所述滑動軸承的曲軸箱，所述曲軸箱組成了所述殼體內的致冷路徑。
13.根據權利要求12所述的壓縮機，其特征在于，所述活塞是可在所述活塞的兩端壓縮所述制冷劑的雙頭活塞，所述曲軸機構設置在所述活塞的兩端之間。
14.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述壓縮機構為螺旋式壓縮機構。
15.根據權利要求14所述的壓縮機，其特征在于，所述壓縮機還包括用于驅動所述螺旋式壓縮機構的電動機。
16.根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述旋轉單元包括驅動軸、連接板和旋轉斜盤的至少其中之一。
17.一種可旋轉地支撐旋轉單元的滑動軸承，其包括基體，涂在所述基體的表面上的多孔金屬層，所述多孔金屬層具有固體潤滑性能，和透過所述多孔金屬層涂在所述表面上的氟樹脂層。
18.根據權利要求17所述的滑動軸承，其特征在于，所述滑動軸承是可在徑向上支撐所述旋轉單元的徑向滑動軸承。
19.根據權利要求17所述的滑動軸承，其特征在于，所述滑動軸承是可在推力方向上支撐所述旋轉單元的推力滑動軸承。
20.根據權利要求17所述的滑動軸承，其特征在于，所述多孔金屬層由青銅制成。
21.根據權利要求17所述的滑動軸承，其特征在于，所述氟樹脂層為PTFE。
22.根據權利要求17所述的滑動軸承，其特征在于，所述多孔金屬層為燒結青銅層，所述氟樹脂層為PTFE。
23.根據權利要求17所述的滑動軸承，其特征在于，所述旋轉單元由鐵制成。
24.根據權利要求17所述的滑動軸承，其特征在于，所述基體由鐵制成。
全文摘要
一種壓縮機,包括殼體、壓縮機構、旋轉單元和滑動軸承。壓縮機構壓縮殼體內的制冷劑。旋轉單元驅動壓縮機構。滑動軸承支撐于殼體內,同時可旋轉地支撐旋轉單元。滑動軸承具有基體、多孔金屬層和氟樹脂層。基體的表面涂有具有固體潤滑性能的多孔金屬層。在該表面上透過多孔金屬層涂有氟樹脂層。
文檔編號F16C33/20GK1388319SQ0212049
公開日2003年1月1日 申請日期2002年5月23日 優先權日2001年5月24日
發明者水藤健, 椿井慎治, 元浪博之, 黑木和博, 福谷義一, 永川圣, 河合俊弘, 倉掛浩隆, 河內繁希, 飯田秀慎, 太田雅樹, 樽谷知二 申請人:株式會社豐田自動織機