CN1415861A - 涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

以往的涡旋压缩机，顺从构架与导向架嵌合在一起，在半径方向上保持微小间隙，运转中主轴沿径向以该间隙量移动，因而，有转子与定子接触的危险。另外，主轴的移动量使摇动涡旋件与固定涡旋卷件涡卷侧面彼此远离，导致性能降低。本发明的涡旋压缩机，将使导向架的上嵌合圆筒面与顺从构架的上嵌合圆筒面配合的上嵌合部上的两上嵌合圆筒面间的直径间隙以及使顺从构架的下嵌合圆筒面与导向架的下嵌合圆筒面配合的下嵌合部上的两嵌合圆筒面的直径间隙的至少一方，设定在上述转子与定子的直径间隙以下。

Description

涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及适用于冷冻、空气调节器的涡旋压缩机。

背景技术

图5是例如日本特开2000-337276号公报的技术所揭示的以往涡旋型制冷压缩机的压缩机构的纵断面图。在该图中，1是固定涡旋件，1a是固定涡旋件的台板，1b是固定涡旋件1的板状涡卷齿，2是摇动涡旋件，2a是摇动涡旋件的台板，2b是摇动涡旋件的板状涡卷齿，另外，在与摇动涡旋件的板状涡卷齿2b所处的面相反的一侧的中心部分，配设有摇动轴承2c。上述相反一侧的端面构成止推面2d。摇动涡旋件2通过摇动轴承2c与主轴4的偏心部4a配合。偏心部4a相对于主轴4的中心线以图中r所示的量偏心，r量根据下式规定：

r＝1/2P-1/2(To+Tf)

其中，P：涡卷节距(齿侧面间距)、To：摇动涡旋件涡卷齿厚、Tf：固定涡旋件涡卷齿厚。

摇动涡旋件2在主轴4旋转时，由于欧氏连轴节6抑制其自转，因此相对于固定涡旋件1进行摇动运动，实施对流体的压缩作用。主轴4由主轴承3b在径向支持，滑动部件介于主轴承3b与顺从构架3之间。主轴4，其上嵌合有转子8，由转子8与定子9构成的马达的旋转力驱动。转子8的外径8a与定子9的内径9a之间具有旋转时使转子与定子不接触的半径间隙10。3a是沿轴向支撑摇动涡旋件2的止推面2d的顺从构架3的止推面。顺从构架3由主轴承3b在径向上支撑运动中的主轴负载，但是，为了用导向架5支撑该负载，在顺从构架上设置有上嵌合圆筒面3c和下嵌合圆筒面3d，这两个嵌合圆筒面分别与配设在导向架5上的上嵌合圆筒面5a及下嵌合圆筒面5b嵌合，在半径方向上保持微小的间隙，将顺从构架和导向架的上下两嵌合圆筒面上的两者的间隙设定成基本相等。

运动中的顺从(compliant)构架3在半径方向上沿着主轴承承受主轴的负载方向以该间隙量移动，在该主轴承负载方向，上下两嵌合圆筒面3c、3d分别与配合的导向架5的上下嵌合圆筒面5a、5b接触。由于主轴承负载方向在旋转1圈中360度连续地变化，所以，顺从构架3在导向架5内作微小的摇动公转运动。此外，通过该顺从构架的半径方向的移动，转子与定子的半径间隙10减少相当于该移动量的部分。

如上文所述，以往的涡旋压缩机，在顺从构架上设置有上嵌合圆筒面3c及下嵌合圆筒面3d，这两个嵌合圆筒面分别与配设在导向架5上的上嵌合圆筒面5a及下嵌合圆筒面5b嵌合，在半径方向上保持微小的间隙，顺从构架沿着主轴承承受主轴的负载方向以该间隙量移动，由此，通过主轴与轴承嵌合的摇动涡旋件也相对地沿径向移动，摇动涡旋件的涡卷相对于固定涡旋件的涡卷扩大其侧面间隙，结果，从涡旋压缩室的涡卷侧面产生的泄漏增加，出现性能降低的问题，而且，上述间隙引起的顺从构架的移动，使与主轴嵌合的转子的轴心移动，带来了转子的外径与定子的内径接触的问题。

另外，将顺从构架和导向架的上下两嵌合圆筒面上的两者的间隙设定成基本相等，这对于大量工业生产产品的涡旋压缩机来说，要将顺从构架和导向架的上下两嵌合圆筒面的间隙全部做成上下全相等是困难的，在一定公差范围内，上嵌合圆筒面与下嵌合圆筒面的间隙不同，根据情况，在运动中，顺从构架和导向架的上嵌合圆筒面或下嵌合圆筒面的任何一方接触，另一方处于非接触，因此，轴系的振动或噪音是变化的，随着涡卷齿尖接触力的增大，带来性能的降低或齿尖接触部的摩耗增大的问题。

再者，由于运动中的顺从构架3在半径方向上沿着主轴承承受主轴的负载方向以该间隙量移动，在该主轴承负载方向，上下两嵌合圆筒面3c、3d分别与配合的导向架5的上下嵌合圆筒面5a、5b接触，主轴承负载方向在旋转1圈中360度连续地变化，所以，顺从构架3在导向架5内作微小的摇动公转运动，但是，顺从构架本身相对于导向架自转运动时，在与导向架5的上下嵌合圆筒面5a、5b配合的部分发生摩擦损失，引发摩耗问题。又因为顺从构架的主轴承与主轴的相对旋转速度降低，主轴承的油膜厚度减少，所以带来了轴承负载能力降低的问题。

为了解决这些问题，在以往的涡旋压缩机中，在导向架与顺从构架之间，以铰销与铰孔组合，构成与插入导向架的铰销配合来限制顺从构架自转的自转防止机构，但是，铰销与铰孔的直径间隙小，有可能导致运动中的气体压缩负载只由铰销承受的状态发生，有碍于顺从构架在导向架内圆滑的微小摇动公转运动，同时，也导致了铰销与铰孔的摩耗增加的问题。再者，使用多个铰销与铰孔组合构成的自转防止机构时，旋转1圈中不连续的接触点的移动次数增加，导致噪音增大的问题发生。还有，在铰销相对顺从构架及导向架双方的铰孔有间隙的状态下，由于铰销相对于铰孔倾斜，在孔的入口部处于不全面接触的状态，导致铰销与铰孔双方摩耗增加的问题发生。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题提出的，为了得到可靠性高、压缩室的泄漏少、效率良好的涡旋压缩机。另外，本发明是为了得到即使是大量生产，也能长期维持稳定动作的质量高的涡旋压缩机的结构。再者，本发明是为了得到即使是对于运转状况变化等长期使用的情况来说，也不会引起旋转部分与固定部分的接触等的麻烦的可靠性高的压缩机结构。

本发明的方案1记载的涡旋压缩机，包括：与设置在密闭容器内的固定涡旋件台板上的板状涡卷齿组合形成压缩室，并具有同样的台板上的板状涡卷齿的摇动涡旋件；具有直接连接到使该摇动涡旋件作摇动运动的主轴上的转子及将旋转力施加给该转子的定子的马达；具有沿轴线方向支持摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持用于驱动摇动涡旋件的主轴的主轴承的顺从构架；在与该顺从构架的配合面配合的内周侧配合面上，通过间隙沿半径方向支持顺从构架的配合面并设置在密闭容器上的导向架，将导向架的内周侧配合面与顺从构架的配合面之间的直径间隙设定在马达的转子外径与定子内径尺寸差的直径间隙以下。

本发明的方案2记载的涡旋压缩机，包括：设置在密闭容器内、相互组合以各自台板上的板状涡卷齿形成压缩室的固定涡旋件及摇动涡旋件；具有将旋转力施加给用于驱动摇动涡旋件的主轴的转子及定子的马达；具有沿轴线方向支持摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持主轴的主轴承，在外周上设有相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面的两个配合圆筒面的顺从构架；在内周上设有分别与顺从构架的两个配合圆筒面配合的相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面，借助于该配合的配合圆筒面沿半径方向支持顺从构架的导向架；使导向架的第一嵌合圆筒面与上述顺从构架的第一嵌合圆筒面配合的第一嵌合部上的两嵌合圆筒面间的第一直径间隙；使导向架的第二嵌合圆筒面与上述顺从构架的第二嵌合圆筒面配合的第二嵌合部上的两嵌合圆筒面的第二直径间隙，将上述第一直径间隙与第二直径间隙的至少一方设定在马达的转子外径与定子内径尺寸差的直径间隙以下。

本发明的方案3记载的涡旋压缩机，还包括设置在将摇动运动传递给主轴的摇动轴部的摇动涡旋件上的摇动轴承，将摇动轴部中心与主轴中心的距离的偏心量设定成大于固定涡旋件与摇动涡旋件的涡卷形状所规定的摇动半径，并设定在不超过摇动轴承直径间隙、主轴承直径间隙以及上述顺从构架与导向架的配合面的最小直径间隙三者之和的一半的范围。

本发明的方案4记载的涡旋压缩机，将使导向架的第一嵌合圆筒面与顺从构架的第一嵌合圆筒面配合的第一嵌合部上的两嵌合圆筒面间的第一直径间隙，设定成小于较第一嵌合部设置在马达一侧的、使导向架的第二嵌合圆筒面与顺从构架的第二嵌合圆筒面配合的第二嵌合部上的两嵌合圆筒面的第二直径间隙。

本发明的方案5记载的涡旋压缩机，包括：与设置在密闭容器内的固定涡旋件台板上的板状涡卷齿组合形成压缩室，并具有同样的台板上的板状涡卷齿的摇动涡旋件；具有直接连接到使该摇动涡旋件作摇动运动的主轴上的转子及将旋转力施加给该转子的定子的马达；具有沿轴线方向支持摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持用于驱动摇动涡旋件的主轴的主轴承的顺从构架；具有与该顺从构架的配合面配合的配合面，通过与该顺从构架的配合面的配合，支持该顺从构架并设置在密闭容器上的导向架；配置在配合面附近、插入顺从构架与导向架的至少一方上所设置的铰孔中、与另一方配合、防止顺从构架的旋转的铰销，将铰销与铰孔的配合部的直径间隙设定成大于顺从构架与导向架两个配合面间的直径间隙。

本发明的方案6记载的涡旋压缩机，包括：包括：设置在密闭容器内、相互组合以各自台板上的板状涡卷齿形成压缩室的固定涡旋件及摇动涡旋件；具有将旋转力施加给用于驱动摇动涡旋件的主轴的转子及定子的马达；具有沿轴线方向支持摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持主轴的主轴承，在外周上设有相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面的两个配合圆筒面的顺从构架；在内周上设有分别与顺从构架的两个配合圆筒面配合的相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面，借助于该配合的配合圆筒面沿半径方向支持顺从构架的导向架；使导向架的第一嵌合圆筒面与上述顺从构架的第一嵌合圆筒面配合的第一嵌合部上的两嵌合圆筒面间的第一直径间隙；使导向架的第二嵌合圆筒面与上述顺从构架的第二嵌合圆筒面配合的第二嵌合部上的两嵌合圆筒面的第二直径间隙；设置在导向架的第一嵌合圆筒面与第二嵌合圆筒面之间的半径方向的导向架平面以及顺从构架的第一嵌合圆筒面与第二嵌合圆筒面之间的半径方向的顺从构架平面的至少一个平面上的铰孔，将铰销插入铰孔，防止上述顺从构架的自转，同时，将铰销与铰孔配合部的直径间隙设定成大于顺从构架与导向架的第一直径间隙及第二直径间隙。

本发明的方案7记载的涡旋压缩机，将铰销固定在顺从构架或导向架的任何一方上，将没有固定的一侧的铰孔与铰销的直径间隙设定成大于顺从构架与导向架的两个配合面间的直径间隙。

本发明的方案8记载的涡旋压缩机，铰销设置一个以上。

附图的简要说明

图1是本发明的涡旋压缩机的结构断面图。

图2是表示本发明涡旋压缩机的上或下嵌合圆筒面的一方接触时作用在压缩机构上的力平衡的模式图。

图3A是本发明涡旋压缩机的铰销(未压入状态)构成的自转防止机构主要部分的断面图，图3B是本发明涡旋压缩机的铰销(压入状态)构成的自转防止机构的主要部分的断面图。

图4A、图4B是表示本发明涡旋压缩机的顺从构架的嵌合圆筒部和自转防止机构的铰销接触点的模式图。

图5是以往涡旋压缩机的压缩机构的纵断面图。【符号说明】

1是固定涡旋件，1b是固定涡旋件的板状涡卷齿，2是摇动涡旋件，2b是摇动涡旋件的板状涡卷齿，2c是摇动轴承，2d是止推面，3是顺从构架，3b是主轴承，3c是顺从构架的上嵌合圆筒面，3d是顺从构架的下嵌合圆筒面，3f是顺从构架的铰孔，4是主轴，5是导向架，5a是导向架的上嵌合圆筒面，5b是导向架的下嵌合圆筒面，5d是导向架的铰孔，6是欧氏连轴节(环)，7是铰销，8是转子，9是定子，10是半径间隙，20是密闭容器，21是吸入管，22是排出管，23是端子部，24是下部轴承，25是密封环，26是副支架。

发明的实施形式

实施形式1

以下，参照涡旋压缩机的附图说明本发明的实施例。与以往例子相同的部分用同样的符号表示，其说明省略。图1是本发明实施形式的涡旋型制冷压缩机的压缩机构的断面图。在图1中，1是固定在密闭容器20上的固定涡旋件，1a是固定涡旋件的台板，1b是固定涡旋件1的板状涡卷齿，2是摇动涡旋件，2a是摇动涡旋件2的台板，2b是摇动涡旋件2的板状涡卷齿，另外，在与摇动涡旋件2的板状涡卷齿2b所处的面相反的一侧的中心部分，配设有摇动轴承2c。上述相反一侧的端面构成止推面2d。摇动涡旋件2通过摇动轴承2c与形成摇动部的主轴4的偏心部4a配合，并当主轴4旋转时，在欧氏连轴节6产生的自转抑制作用下，相对固定涡旋件1进行摇动，由此在固定涡旋件1的板状涡卷齿1b和摇动涡旋件2的板状涡卷齿2b组合形成的压缩室内进行流体的压缩作用。

4是通过主轴承3b沿径向支持的主轴，在该主轴承3b与顺从构架3之间装有滑动部件。4a是用于形成摇动轴部的主轴偏心部。5是支持顺从构架3的导向架。7是铰销。8是使主轴4转动的马达转子。9是给转子8施加驱动力的固定在密闭容器20上的定子。10是作为马达固定部分的定子与作为旋转部分的转子之间的半径间隙。21是向压缩室供给低温、低压制冷剂的吸入管。22是将密闭容器20内的经过压缩的高压制冷剂向冷冻循环排出的排出管。23是与马达等进行电连接的端子部。24是由从主轴承3b相反一侧支持主轴4的副支架26支撑的下部轴承。在通过主轴承3b支持旋转部分、即摇动涡旋件2及马达转子8等的场合，也可以省略该下部轴承。经过外部冷冻循环进行循环的制冷剂从吸入管21吸入压缩机密闭容器20的内部压缩室中，从上部中心的排出口在高温高压状态下排出容器内，从排出管22向冷冻循环排出。此外，即使是在卧式涡旋压缩机中，主要的结构也与图1同样，包括摇动涡旋件2的旋转部分由主轴承3b和下部轴承24保持，但是，由于处于图1底面附近的油池位置是密闭容器20的横向，所以从该油池向各轴承引导润滑油的油泵等的结构不同。

3c是设置在与导向架上嵌合圆筒面5a对峙的位置、保留有间隙、通过导向架支持半径方向的顺从构架的上嵌合圆筒面，3d是设置在与导向架下嵌合圆筒面5b对峙的位置、保留有间隙、通过导向架支持半径方向的顺从构架的下嵌合圆筒面，3e是设置在与导向架半径方向的平面5c对峙的位置、保留有间隙、通过导向架支持轴向的顺从构架的半径方向的平面，5d是导向架的铰孔。顺从构架3设置在固定于密闭容器20的导向架5上，将来自压缩室的中间压力导入密封环25在图上沿上下方向隔开的空间中，通过顺从构架3及顺从构架止推面3a与摇动涡旋件止推面2d上推摇动涡旋件2的压缩室。由此，得到抑制来自固定涡旋件1与摇动涡旋件2双方的涡卷齿的压缩的制冷剂的泄漏的效率良好的装置。

在图1的结构中，沿轴向支撑导向架5的顺从构架3具有止推面3a，顺从构架3通过主轴承3b沿径向支持运转中的主轴负载，但是，为了用导向架5支持该负载，在顺从构架3上设置有上嵌合圆筒面3c及下嵌合圆筒面3d，这两个圆筒面分别与配设在导向架5上的上嵌合面5a及下嵌合面5b嵌合，在半径方向上保持微小的间隙，顺从构架与导向架的上下两个嵌合圆筒面的两者直径间隙的至少一方设定在上述转子与定子的直径间隙以下。另外，在这里，说明了在上嵌合部与下嵌合部的上下两个位置由导向架支持顺从构架的半径方向的运动的结构，上述上嵌合部是与导向架上嵌合圆筒面5a及顺从构架上嵌合圆筒面3c构成的各个配合面配合的，下嵌合部是与导向架半径方向的平面5c和面5a及顺从构架下嵌合圆筒面3d构成的各个配合面配合的。但是，并不限于上述的上下两个位置，不论是将上下两个位置集中为一个位置或者是设置多个位置，只要把这样的圆筒面的直径间隙确定为马达的空隙即直径间隙以下，就可以防止接触等所带来的麻烦。另外，可以理解，即使配合面不完全是圆筒，即是说，即使一个配合面是波状的或局部的支持体，只要能支持旋转的轴载荷的结构都是可行的。因此，能得到可防止各部分接触的缺点、不会产生质量问题、长期耐用的结构。另外，在横轴且朝下方的挠性大的机械中，当然也包含该偏心量。

运转中的顺从构架3相对于半径方向沿着主轴承3b承受来自主轴4的负载方向以该间隙量移动，由此，通过主轴4与摇动轴承2c嵌合的摇动涡旋件2也相对地沿径向移动，使摇动涡旋件的涡卷齿2b相对于固定涡旋件的涡卷齿1b扩大侧面间隙，所以，导致从涡旋件压缩室的涡卷侧面的泄漏增加，引起性能降低，因此希望尽可能地缩小该移动间隙量。此外，通过顺从构架3的移动，与主轴4嵌合的马达转子8的轴心也在移动，作为可避免转子8的外径与定子9的内径接触的间隙设定值，是将顺从构架3与导向架5的上下两个嵌合圆筒面的两者直径间隙的至少一方设定在上述转子与定子的直径间隙以下，由此，可得到可靠性高的涡旋压缩机的结构。

另外，估算上述顺从构架3与导向架5的嵌合圆筒面的间隙产生的摇动涡旋件朝径向的移动量，将主轴的摇动轴部与主轴中心的距离(偏心量)设定成大于固定涡旋件与摇动涡旋件的涡卷形状规定的摇动半径，并设定在不超过摇动轴承直径间隙、主轴承直径间隙以及顺从构架与导向架的嵌合圆筒面的直径最小间隙三者之和的一半的范围。也就是说，偏心部4a相对于主轴4的中心线以图中r所示的量偏心，r量设定为下式规定的r0+α的量：

r0＝1/2P-1/2(To+Tf)

其中，P：涡卷节距、To：摇动涡旋件涡卷齿厚、Tf：固定涡旋件涡卷齿厚。

r＝r0+α

0≤α≤1/2(摇动轴承直径间隙+主轴承直径间隙+顺从构架与导向架的嵌合圆筒面的直径最小间隙)。

偏心量r0+α的上限值规定为：即使轴旋转引起摇动涡旋件的涡卷侧面与固定涡旋件的涡卷侧面干涉、径向上的轴承间隙及顺从构架与导向架的径向间隙也可移动、而轴不会锁死的最大值。α的下限值作为不降低性能的下限值设定为0。通过以这种方式设定偏心量，估算顺从构架与导向架的嵌合圆筒面上的间隙引起的摇动涡旋件朝径向的移动量，可降低摇动涡旋件与固定涡旋件的涡卷侧面间隙，得到性能良好的涡旋压缩机。此外，作为配合的两个面之间的直径最小间隙，是不锁死的限度，如果是两个位置的嵌合部分，则可以选择最苛刻的条件、即容易锁死的小尺寸的一方。对于卧式涡旋元件来说，这个条件也是一样的。

图2是涡旋型制冷压缩机的压缩机构的纵断面图。在图1、图2中，1是固定涡旋件，1a是固定涡旋件1的台板，1b是固定涡旋件1的板状涡卷齿，2是摇动涡旋件，2a是摇动涡旋件2的台板，2b是摇动涡旋件2的板状涡卷齿。另外，在与摇动涡旋件的板状涡卷齿2b所处的面相反的一侧的中心部分，配设有摇动轴承2c。上述相反一侧的端面构成止推面2d。摇动涡旋件2通过摇动轴承2c与主轴4的偏心部4a配合。偏心部4a相对于主轴4的中心线以图中r所示的量偏心。图2是这样的结构，而且示出了顺从构架3与导向架5的上嵌合圆筒面或下嵌合圆筒面的一方接触时作为在压缩机构上的力平衡的模式图。

在图2中，Fg是作用在摇动涡旋件上的径向气体压缩载荷。L1、L2是顺从构架与导向架的上侧嵌合圆筒面或下侧嵌合圆筒面的任何一方接触时，径向的反力作用点距作用在摇动涡旋件上的径向气体压缩载荷Fg的作用点的各个距离。Ft是摇动涡旋件或固定涡旋件的涡卷齿尖的接触力。L是Ft的作用位置与顺从构架轴心的径向距离。在图1、图2的结构中，顺从构架3为了保持运动中的气体压缩载荷Fg与该反力及齿尖接触力Ft的力矩相互平衡的关系，有下述力矩的平衡式成立：

在以上嵌合圆筒面接触的情况下

Fg×L1＝Ft×L                   ①

Ft＝Fg×L1/L                    ②

在以下嵌合圆筒面接触的情况下

Fg×L2＝Ft×L                   ③

Ft＝Fg×L2/L                    ④

在以上式子中，如果比较上嵌合圆筒面接触时与下嵌合圆筒面接触时的齿尖接触力Ft、即比较②式与④式，由于式中L2＞L1，所以，很明显，下嵌合圆筒面接触时的齿尖接触力Ft比较大。于是，在只以下嵌合圆筒面接触的场合，与以上嵌合圆筒面接触的场合相比较，随着齿尖接触力的增大，导致性能降低或齿尖接触部分的摩耗增大，因此，使上嵌合圆筒面的间隙小于下嵌合圆筒面的间隙，就可以使上嵌合圆筒面先接触。也就是说，让不是马达一侧而是压缩室一侧的配合面先接触。这种关系对于卧式机器是一样的。因此，不让涡卷齿的齿尖接触力过大、摩耗增大，就可以提高效率。

运转中的顺从构架3相对半径方向沿主轴承3b承受主轴4的负载方向以该间隙量移动。在该主轴承负载方向上，上下两个嵌合圆筒面3c、3d分别与配合的导向架5的上下嵌合圆筒面5a、5b接触，由于主轴承负载方向在1圈旋转中360度连续地变化，所以，顺从构架3在导向架5内作微小的摇动公转运动，但是，当顺从构架本身相对于导向架作自转运动时，在与导向架5的上下嵌合圆筒面5a、5b配合的部分发生摩耗损失，而且产生摩耗。进一步，若降低顺从构架3的主轴承3b与主轴4的相对旋转速度，会降低主轴承3b的油膜厚度，降低轴承负载能力。作为其对策，确定顺从构架3与导向架5的配合面的上下两嵌合部分的间隙。摇动涡旋件2在主轴4旋转时，通过欧氏连轴节6抑制其自转，因此，可相对固定涡旋件1进行摇动运动，由此，进行流体的压缩作用。主轴4由主轴承3b沿径向支持，在该主轴承3b与顺从构架3之间装有滑动部件。3a是沿轴向支撑摇动涡旋件2的止推面2d的顺从构架3的止推面。顺从构架3由主轴承3b在径向上支撑运动中的主轴负载，但是，为了用导向架5支撑该负载，在顺从构架3上设置有上嵌合圆筒面3c和下嵌合圆筒面3d，这两个嵌合圆筒面分别与配设在导向架5上的上嵌合圆筒面5a及下嵌合圆筒面5b嵌合，在半径方向上保持微小的间隙，将顺从构架3和导向架5的上下两嵌合圆筒面3c、3d上的两者的间隙设定成使上嵌合圆筒部小于下嵌合圆筒部。

运动中的顺从构架3在半径方向上沿着主轴承3b承受主轴的负载方向以该间隙量移动，在该主轴承负载方向，上下两嵌合圆筒面3c、3d分别与配合的导向架5的上下嵌合圆筒面5a、5b接近。但是，由于上嵌合圆筒部的间隙小于下嵌合圆筒部的间隙，因而，上嵌合圆筒部接触，把反力作用在顺从构架3上，而下嵌合圆筒部保持非接触状态。结果，齿尖接触力Ft如上述式(1)的②所示，与以下嵌合圆筒部接触的情况相比较，可维持小的值，可以解决随着齿尖接触力的增加、性能降低或齿尖摩耗增加的问题。此外，从式(1)可明显地看出，以上侧嵌合圆筒面接触时的径向反力作用点与作用在摇动涡旋件上的径向气体压缩载荷Fg的作用点的距离L1越小，越能减少齿尖接触力Ft。这使得径向反力作用点处在尽可能接近涡旋件涡卷齿的气体压缩载荷的负载部分的位置，即是说，在摇动涡旋件或固定涡旋件的涡卷齿的高度中央位置设置有嵌合圆筒面，径向反力作用点与作用在涡卷齿上的气体载荷的作用点一致的形式是力学的理想状态。

下面，探讨顺从涡旋件(フレコンスクロ-ル)的自转对策。图3A及图3B是本发明铰销构成的自转防止机构的说明图。如图1所示，在涡旋压缩机中，在导向架5的上嵌合圆筒面5a与下嵌合圆筒面5b之间设置有半径方向的平面，在该平面上设置有铰孔5d，插入铰销7的同时，在顺从构架3的上嵌合圆筒面3c与下嵌合圆筒面3d之间也设置有半径方向的平面，在与导向架5的铰孔5d相对的平面上设置有铰孔3f，该铰孔3f与插入导向架5的铰销7配合，铰销7与铰孔3f、5d的组合，构成限制顺从构架3自转的自转防止机构。该铰销7与铰孔3f、5d的直径间隙小于顺从构架3与导向架5的上下嵌合直径间隙时，有可能导致运动中的气体压缩负载只由铰销7承受的状态发生，这有碍于顺从构架3在导向架5内的圆滑的微小摇动公转运动，同时，也导致了铰销7与铰孔3f、5d的摩耗增加。再者，该铰销7与铰孔3f、5d的直径间隙大于顺从构架3与导向架5的上下嵌合直径间隙时，相对一对的铰销7与铰孔3f、5d的组合来说，在旋转1圈中产生1次不连续的接触点的移动，如果使用多个铰销7与铰孔3f、5d的组合构成的自转防止机构时，旋转1圈中不连续的接触点的移动次数增加，导致噪音增大。

图3A、图3B是铰销构成的自转防止机构的主要部分的断面图。3e是顺从构架的半径方向的平面，3f是顺从构架的铰孔，5c是导向架半径方向的平面，5d是导向架的铰孔，7是铰销。图3A示出了铰销7的直径间距小于铰孔3f、5d的直径间距、没有压入的状态。在这种场合，由于铰销7在铰孔3f、5d中倾斜，与孔的入口部分接触，使接触面的压力增加，因此，铰孔3f、5d、铰销7双方的摩耗增加。如图3B那样，设定将铰销7压入导向架的铰孔5d中、使铰销7相对于顺从构架的铰孔3f有给定直径间隙的尺寸关系。在这种情况下，由于铰销7是压入导向架的铰孔5d中的，因此，在运转中不会倾斜，相对于顺从构架的铰孔3也是平行接触的，因而可防止铰销7与铰孔3f、5d的不完全接触，消除双方的摩耗增加。

在铰销7与铰孔3f、5d的直径间隙的总和大于顺从构架3与导向架5的上下嵌合圆筒面的间隙最小值的情况下，由于不会产生运转中的气体压缩载荷由铰销7全部支持的状态，在铰销7与铰孔3f、5d上不会作用过剩力，从而解决了摩耗增大、顺从构架3的嵌合圆筒面接触点的移动不连续引起的摇动涡旋件的运动不稳定、性能降低或噪音增大所带来的问题。于是，在本发明中，通过将铰销7与铰孔3f、5d的直径间隙的总和设定成大于顺从构架3与导向架5的上下嵌合圆筒面的间隙最小值，可以消除上述这样的问题的发生。在上述说明中，说明了顺从构架3与导向架5的双方都设置铰孔3f、5d的结构，但是，至少一方上设置有上述间隙的铰孔3f、5d也是可行的，在这种场合，可自由地选择固定铰销7的结构等。

图4A、图4B是表示顺从构架3的嵌合圆筒部与自转防止机构的铰销7的接触点的模式图。通过随着主轴的旋转气体压缩载荷的发生，使本发明的涡旋压缩机的主轴承负载方向在旋转1圈中360度连续地变化，从而，顺从构架3在导向架内作微小的摇动公转运动，作为自转防止机构的铰销7与铰孔3f、5d的径向接触点位置也随着主轴的旋转移动。图4A、图4B分别示出了铰销为2根的场合和铰销为1根的场合的铰销径向接触点的位置，此时的铰销7接触点的移动用图中的铰销接触点图表示。在图4A中，对于2根铰销来说，在铰销A的情况下，接触点在主轴4的每1圈旋转中，以①→②→①那样不连续地移动，在铰销B的情况下，接触点在主轴4的每1圈旋转中，也是以③→④→③那样不连续地移动。由于铰销A与铰销B的不连续接触点的移动，是在主轴4的旋转角度内以180度错开发生的，结果，在主轴4的1圈旋转中，这样的2根铰销的半径方向的接触点会产生不连续移动。

与此相对，在铰销为1根的自转防止机构的场合，如图4B所示，铰销上的半径方向接触点的不连续的移动，如图中说明的那样，在主轴1圈的旋转中只有一次。如上文所述，导向架5的自转防止机构由一根铰销和铰孔组合而构成，由此可使铰销与铰孔半径方向的不连续接触点的移动为最少，可得到使顺从构架3的运动稳定、性能、噪音良好的涡旋压缩机。但是，在1根铰销的场合，接触点在轴的特定方向上是不连续的，也有发生轴系的振动或异常噪音情况的担心，在这样的情况下，也有希望如图4A那样在对称的旋转角位置设置铰销的情况存在。另外，在以上的说明中，虽然说明了铰销7设置在顺从构架3或导向架5的半径方向的平面部分的情况，为了防止自转，也可以设置在不是半径方向的双方的配合面上、即在与嵌合圆筒部垂直的方向上设置铰孔，结果，将铰销的轴方向沿半径方向配置。即使在这种结构的情况下，如果将铰销7与铰孔3f、5d的直径间隙的总和设定成大于顺从构架3与导向架5的上下嵌合圆筒面的间隙最小值，仍可以消除上述那样的问题的发生。以上说明的铰销与铰孔的关系，对于卧式机器来说，也能得到同样的效果。

本发明的制冷压缩机，将使导向架的上嵌合圆筒面与顺从构架的上嵌合圆筒面配合的上嵌合部上的两上嵌合圆筒面间的直径间隙以及使顺从构架的下嵌合圆筒面与导向架的下嵌合圆筒面配合的下嵌合部上的两嵌合圆筒面的直径间隙的至少一方，设定在上述转子与定子的直径间隙以下。另外，本发明的制冷压缩机，将主轴的摇动轴部与主轴中心的距离(偏心量)设定成大于固定涡旋件与摇动涡旋件的涡卷形状规定的摇动半径，并设定在不超过摇动轴承直径间隙、主轴承直径间隙以及顺从构架与导向架的嵌合圆筒面的直径最小间隙三者之和的一半的范围。再者，本发明的制冷压缩机具有导向架，该导向架在内周设有分别与顺从构架的两个配合圆筒面配合的相互独立的上嵌合圆筒面及下嵌合圆筒面，并由这两个配合圆筒面在半径上支持顺从构架，在导向架的上嵌合圆筒面与下嵌合圆筒面之间设置有半径方向的平面，同时，在该平面上设置有铰孔，插入铰销的同时，在顺从构架的上嵌合圆筒面与下嵌合圆筒面之间也设置有半径方向的平面，在与导向架的铰孔相对的平面上设置有铰孔，铰孔与插入导向架的铰销配合，铰销与铰孔的组合构成限制顺从构架自转的自转防止机构。以铰销与铰孔组合，构成与插入导向架的铰销配合来限制顺从构架自转的自转防止机构，再者，本发明的制冷压缩机，铰销压入顺从构架或导向架的任何一方，没有压入的一侧的铰孔与铰销的直径间隙设定成大于使导向架的上嵌合圆筒面或下嵌合圆筒面与顺从构架的上嵌合圆筒面或下嵌合圆筒面配合的上嵌合部或下嵌合部上的两嵌合圆筒面的最大直径间隙。此外，本发明的制冷压缩机，顺从构架的自转防止机构由一对铰销与铰孔的组合构成。

通过以上的说明，本发明的涡旋压缩机，由于将使导向架的上下嵌合圆筒面与顺从构架的上下嵌合圆筒面配合的嵌合部上的嵌合圆筒面的上下直径间隙的至少一方，设定在上述转子外径与定子内径的尺寸公差的直径间隙以下，因此，通过顺从构架的移动，与主轴嵌合的转子的轴心移动，转子外径与定子内径不会接触，可得到缩小了由涡卷侧面的泄漏、性能良好的涡旋压缩机。

本发明的涡旋压缩机，由于将作为主轴的摇动轴部与主轴中心的距离的偏心量设定成大于固定涡旋件与摇动涡旋件的涡卷形状所规定的摇动半径，并设定在不超过摇动轴承直径间隙、主轴承直径间隙以及顺从构架与导向架的嵌合圆筒面的直径最小间隙三者之和的一半的范围。因此，即使顺从构架与导向架的嵌合圆筒面的间隙引发摇动涡旋件朝径向移动，也能减少摇动涡旋件与固定涡旋件的涡卷侧面间隙的增加，得到性能良好的涡旋压缩机。

本发明的涡旋压缩机，由于将使导向架的上嵌合圆筒面与顺从构架的上嵌合圆筒面配合的上嵌合部上的两上嵌合圆筒面之间的直径间隙，设定成小于使导向架的下嵌合圆筒面与顺从构架的下嵌合圆筒面配合的下嵌合部上的两下嵌合圆筒面的直径间隙，因此，可缩小涡卷齿尖接触力，得到性能良好、齿尖摩耗小、信赖性高的涡旋压缩机。

本发明的涡旋压缩机，由于以铰销与铰孔的组合，构成与插入导向架的铰销配合来限制顺从构架自转的自转防止机构，该铰销与铰孔的配合部的直径间隙设定成大于顺从构架与导向架的上嵌合圆筒部与下嵌合圆筒部的最大直径间隙。因此，不会产生运转中的气体压缩载荷由铰销全部支持的状态，在铰销与铰孔上不会作用过剩力，从而解决了摩耗增大、顺从构架的嵌合圆筒面接触点的移动不连续引起的摇动涡旋件的运动不稳定、性能降低或噪音增大所带来的问题，能得到性能良好、信赖性高的涡旋压缩机。

本发明的涡旋压缩机，由于铰销压入顺从构架或导向架的任何一方，没有压入的一侧的铰孔与铰销的直径间隙设定成大于使导向架的上嵌合圆筒面或下嵌合圆筒面与顺从构架的上嵌合圆筒面或下嵌合圆筒面配合的上嵌合部或下嵌合部上的两嵌合圆筒面的最大直径间隙。因此，铰销在运转中不会倾斜，可防止铰销与铰孔的不完全接触，能得到双方的摩耗小、信赖性高的涡旋压缩机。

本发明的涡旋压缩机，由于顺从构架的自转防止机构由一对铰销与铰孔的组合构成，因此，可使铰销与铰孔半径方向的不连续接触点的移动为最少，可得到使顺从构架的运动稳定、性能、噪音良好的涡旋压缩机。

本发明的方案1记载的涡旋压缩机，包括：与设置在密闭容器内的固定涡旋件台板上的板状涡卷齿组合形成压缩室，并具有同样的台板上的板状涡卷齿的摇动涡旋件；具有直接连接到使该摇动涡旋件作摇动运动的主轴上的转子及将旋转力施加给该转子的定子的马达；具有沿轴线方向支持摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持用于驱动摇动涡旋件的主轴的主轴承的顺从构架；在与该顺从构架的配合面配合的内周侧配合面上，通过间隙沿半径方向支持顺从构架的配合面并设置在密闭容器上的导向架，将导向架的内周侧配合面与顺从构架的配合面之间的直径间隙设定在马达的转子外径与定子内径尺寸差的直径间隙以下，由此，可得到能大量生产、结构简单、信赖性高的涡旋压缩机。

本发明的方案2记载的涡旋压缩机，包括：设置在密闭容器内、相互组合以各自台板上的板状涡卷齿形成压缩室的固定涡旋件及摇动涡旋件；具有将旋转力施加给用于驱动摇动涡旋件的主轴的转子及定子的马达；具有沿轴线方向支持摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持主轴的主轴承，在外周上设有相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面的两个配合圆筒面的顺从构架；在内周上设有分别与顺从构架的两个配合圆筒面配合的相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面，借助于该配合的配合圆筒面沿半径方向支持顺从构架的导向架；使导向架的第一嵌合圆筒面与上述顺从构架的第一嵌合圆筒面配合的第一嵌合部上的两嵌合圆筒面间的第一直径间隙；使导向架的第二嵌合圆筒面与上述顺从构架的第二嵌合圆筒面配合的第二嵌合部上的两嵌合圆筒面的第二直径间隙，将上述第一直径间隙与第二直径间隙的至少一方设定在马达的转子外径与定子内径尺寸差的直径间隙以下，由此，可维持性能良好、稳定的运转。

本发明的方案3记载的涡旋压缩机，还包括设置在将摇动运动传递给主轴的摇动轴部的摇动涡旋件上的摇动轴承，将摇动轴部中心与主轴中心的距离的偏心量设定成大于固定涡旋件与摇动涡旋件的涡卷形状所规定的摇动半径，并设定在不超过摇动轴承直径间隙、主轴承直径间隙以及上述顺从构架与导向架的配合面的最小直径间隙三者之和的一半的范围。由此，即使对大量生产的产品来说，也能得到高质量、性能良好的涡旋压缩机。

本发明的方案4记载的涡旋压缩机，将使导向架的第一嵌合圆筒面与顺从构架的第一嵌合圆筒面配合的第一嵌合部上的两嵌合圆筒面间的第一直径间隙，设定成小于较第一嵌合部设置在马达一侧的、使导向架的第二嵌合圆筒面与顺从构架的第二嵌合圆筒面配合的第二嵌合部上的两嵌合圆筒面的第二直径间隙，由此，可得到涡卷齿尖接触力不会超过需要值以上、能确保性能、易于大量生产的涡旋压缩机。

本发明的方案5记载的涡旋压缩机，包括：与设置在密闭容器内的固定涡旋件台板上的板状涡卷齿组合形成压缩室，并具有同样的台板上的板状涡卷齿的摇动涡旋件；具有直接连接到使该摇动涡旋件作摇动运动的主轴上的转子及将旋转力施加给该转子的定子的马达；具有沿轴线方向支持摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持用于驱动摇动涡旋件的主轴的主轴承的顺从构架；具有与该顺从构架的配合面配合的配合面，通过与该顺从构架的配合面的配合，支持该顺从构架并设置在密闭容器上的导向架；配置在配合面附近、插入顺从构架与导向架的至少一方上所设置的铰孔中、与另一方配合、防止顺从构架的旋转的铰销，将铰销与铰孔的配合部的直径间隙设定成大于顺从构架与导向架两个配合面间的直径间隙，由此，可维持长期稳定的运转。

本发明的方案6记载的涡旋压缩机，包括：包括：设置在密闭容器内、相互组合以各自台板上的板状涡卷齿形成压缩室的固定涡旋件及摇动涡旋件；具有将旋转力施加给用于驱动摇动涡旋件的主轴的转子及定子的马达；具有沿轴线方向支持摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持主轴的主轴承，在外周上设有相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面的两个配合圆筒面的顺从构架；在内周上设有分别与顺从构架的两个配合圆筒面配合的相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面，借助于该配合的配合圆筒面沿半径方向支持顺从构架的导向架；使导向架的第一嵌合圆筒面与上述顺从构架的第一嵌合圆筒面配合的第一嵌合部上的两嵌合圆筒面间的第一直径间隙；使导向架的第二嵌合圆筒面与上述顺从构架的第二嵌合圆筒面配合的第二嵌合部上的两嵌合圆筒面的第二直径间隙；设置在导向架的第一嵌合圆筒面与第二嵌合圆筒面之间的半径方向的导向架平面以及顺从构架的第一嵌合圆筒面与第二嵌合圆筒面之间的半径方向的顺从构架平面的至少一个平面上的铰孔，将铰销插入铰孔，防止上述顺从构架的自转，同时，将铰销与铰孔配合部的直径间隙设定成大于顺从构架与导向架的第一直径间隙及第二直径间隙，由此，可以得到性能良好、信赖性高的涡旋压缩机。

本发明的方案7记载的涡旋压缩机，将铰销固定在顺从构架或导向架的任何一方上，将没有固定的一侧的铰孔与铰销的直径间隙设定成大于顺从构架与导向架的两个配合面间的直径间隙，由此，可得到运转中不完全接触或摩耗小、能确保信赖性的涡旋压缩机。

本发明的方案8记载的涡旋压缩机，由于铰销设置一个以上，因此，能得到运转时的异常运动得以抑制的涡旋压缩机。

Claims (8)

1.一种涡旋压缩机，其特征是，包括：与设置在密闭容器内的固定涡旋件台板上的板状涡卷齿组合形成压缩室，而具有同样的台板上的板状涡卷齿的摇动涡旋件；具有直接连接到使该摇动涡旋件作摇动运动的主轴上的转子及将旋转力施加给该转子的定子的马达；具有沿轴线方向支持摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持用于驱动所述摇动涡旋件的主轴的主轴承的顺从构架；在与所述顺从构架的配合面配合的内周侧配合面上，通过间隙沿半径方向支持所述顺从构架的配合面并设置在所述密闭容器上的导向架，将所述导向架的内周侧配合面与顺从构架的配合面之间的直径间隙设定在所述马达的转子外径与定子内径尺寸差的直径间隙以下。

2.一种涡旋压缩机，其特征是，包括：设置在密闭容器内、相互组合以各自台板上的板状涡卷齿形成压缩室的固定涡旋件及摇动涡旋件；具有将旋转力施加给用于驱动所述摇动涡旋件的主轴的转子及定子的马达；具有沿轴线方向支持所述摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持所述主轴的主轴承，在外周上设有相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面的两个配合圆筒面的顺从构架；在内周上设有分别与所述顺从构架的两个配合圆筒面配合的相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面，借助于该配合的配合圆筒面沿半径方向支持所述顺从构架的导向架；使导向架的第一嵌合圆筒面与所述顺从构架的第一嵌合圆筒面配合的第一嵌合部上的两嵌合圆筒面间的第一直径间隙；使所述导向架的第二嵌合圆筒面与所述顺从构架的第二嵌合圆筒面配合的第二嵌合部上的两嵌合圆筒面的第二直径间隙，将所述第一直径间隙与第二直径间隙的至少一方设定在所述马达的转子外径与定子内径尺寸差的直径间隙以下。

3.根据权利要求1或2记载的涡旋压缩机，其特征是，还包括设置在将摇动运动传递给所述主轴的摇动轴部的摇动涡旋件上的摇动轴承，将所述摇动轴部中心与主轴中心的距离的偏心量设定成大于所述固定涡旋件与所述摇动涡旋件的涡卷形状所规定的摇动半径，并设定在不超过摇动轴承直径间隙、主轴承直径间隙以及所述顺从构架与导向架的配合面的最小直径间隙三者之和的一半的范围。

4.根据权利要求2记载的涡旋压缩机，其特征是，将使所述导向架的第一嵌合圆筒面与顺从构架的第一嵌合圆筒面配合的第一嵌合部上的两嵌合圆筒面间的第一直径间隙，设定成小于较所述第一嵌合部设置在马达一侧的、使所述导向架的第二嵌合圆筒面与所述顺从构架的第二嵌合圆筒面配合的第二嵌合部上的两嵌合圆筒面的第二直径间隙。

5.一种涡旋压缩机，其特征是，包括：与设置在密闭容器内的固定涡旋件台板上的板状涡卷齿组合形成压缩室，而具有同样的台板上的板状涡卷齿的摇动涡旋件；具有直接连接到使该摇动涡旋件作摇动运动的主轴上的转子及将旋转力施加给该转子的定子的马达；具有沿轴线方向支持所述摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持用于驱动所述摇动涡旋件的主轴的主轴承的顺从构架；具有与该顺从构架的配合面配合的配合面，通过与所述顺从构架的配合面的配合，支持所述顺从构架并设置在所述密闭容器上的导向架；配置在所述配合面附近、插入所述顺从构架与所述导向架的至少一方上所设置的铰孔中、与另一方配合、防止所述顺从构架的旋转的铰销，将所述铰销与所述铰孔的配合部的直径间隙设定成大于所述顺从构架与导向架两个配合面间的直径间隙。

6.一种涡旋压缩机，其特征是，包括：设置在密闭容器内、相互组合以各自台板上的板状涡卷齿形成压缩室的固定涡旋件及摇动涡旋件；具有将旋转力施加给用于驱动所述摇动涡旋件的主轴的转子及定子的马达；具有沿轴线方向支持所述摇动涡旋件的止推轴承及沿半径方向支持所述主轴的主轴承，在外周上设有相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面的两个配合圆筒面的顺从构架；在内周上设有分别与所述顺从构架的两个配合圆筒面配合的相互独立的第一嵌合圆筒面及第二嵌合圆筒面，借助于该配合的配合圆筒面沿半径方向支持所述顺从构架的导向架；使所述导向架的第一嵌合圆筒面与所述顺从构架的第一嵌合圆筒面配合的第一嵌合部上的两嵌合圆筒面间的第一直径间隙；使所述导向架的第二嵌合圆筒面与所述顺从构架的第二嵌合圆筒面配合的第二嵌合部上的两嵌合圆筒面的第二直径间隙；设置在所述导向架的第一嵌合圆筒面与第二嵌合圆筒面之间的半径方向的导向架平面以及顺从构架的第一嵌合圆筒面与第二嵌合圆筒面之间的半径方向的顺从构架平面的至少一个平面上的铰孔，将铰销插入所述铰孔，防止所述顺从构架的自转，并且，将所述铰销与铰孔配合部的直径间隙设定成大于所述顺从构架与导向架的第一直径间隙及第二直径间隙。

7.根据权利要求5或6记载的涡旋压缩机，其特征是，将所述铰销固定在所述顺从构架或导向架的任何一方上，将没有固定的一侧的所述铰孔与铰销的直径间隙设定成大于所述顺从构架与导向架的两个配合面间的直径间隙。

8.根据权利要求5或6或7记载的涡旋压缩机，所述的铰销设置一个以上。

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