涡旋压缩机的制作方法

专利名称：涡旋压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制冷用、空调用等制冷循环系统的制冷剂压缩机、或适合作 为压缩空气和其他气体的气体压缩机的涡旋压缩机。
背景技术：
涡旋压缩机由固定涡盘和回旋涡盘组合而构成，但是对于作为固定涡盘和回旋涡 盘的涡盘部件而言，其材料通常使用铸铁或铝合金。另外，也存在固定涡盘使用铸铁而回旋 涡盘使用铝合金的组合。另外，如专利文献1、专利文献2所述，使用了两种以上的铝合金的涡盘部件为公 众所知。在专利文献1中，将固定涡盘或回旋涡盘构成为中心部附近由第一材料构成而外 周部附近由第二材料构成的二层以上的铝合金的组合，从而将其形成为以两种以上的所述 铝合金锻造而成的结构。另外，在专利文献2中，记载有将固定涡盘或回旋涡盘构成为以铝合金坯料构成 的上表面和下表面的两层以上的组合，从而将其形成为由两种以上的铝合金锻造而成的结 构。专利文献1 日本特开平08-261172号公报；专利文献2 日本特开平08-261173号公报。在所述以往的技术中，在使用铸铁制造涡盘部件的情况下，存在因在高速旋转时 离心力增大导致轴承的负载增加的问题。另外，在使用铝合金制造涡盘部件的情况下，虽然能够减轻重量，但是需要抑制因 涡盘部件的压缩工程中产生的负载而导致的部件变形，所以需要增加部件厚度。因此，存在 部件尺寸增大、压缩机整体大型化的问题。而且，若要增大涡盘部件整体的材料强度以支承 负载，还会存在涡盘部件价格变高的问题。另外，如所述专利文献1、2所述，即使将两种以上的铝合金组合成两层以上的结 构，也难以大幅度地提高涡旋部件的刚性，并且还会导致涡旋部件价格高的问题。

发明内容
本发明的目的在于获得一种具有重量轻、刚性高并且能够以低价制造的涡盘部件 的涡旋压缩机。为了解决上述问题，本发明的涡旋压缩机由在底板上直立地形成有涡卷状的卷板 的固定涡盘和回旋涡盘相互组合而构成，其特征在于，构成所述固定涡盘或回旋涡盘的涡 盘部件由成为芯骨的内层部件和以包围该内层部件的方式设置而形成外层部分的外层部 件构成，所述内层部件由比所述外层部件弹性系数大的材料构成，并且，在所述内层部件上 设有用于防止所述内层部件和所述外层部件因它们的热膨胀率的差异而发生剥离的防止 剥离部。
在此，所述防止剥离部优选是形成在所述内层部件上的多个凹凸部、凹坑和孔中 的至少任一种。另外，构成所述防止剥离部的所述多个凹凸部、凹坑或孔优选配置成所述涡 盘部件的卷极中央部侧比卷板外周部侧密。另外，构成所述涡盘部件的外层部件优选由比所述内层部件轻的非铁金属构成， 所述内层部件优选由弹性系数为所述外层部件至少两倍以上的铁系金属构成。尤其是，所 述外层部件优选由铝合金构成，所述内层部件由钢板或钢铁材料构成。另外，构成所述内层 部件的钢板或钢铁材料优选是日本工业标准(JIQ的SPHC或SPHE。本发明的其他特征在于，由在底板上直立地形成有涡卷状的卷板的固定涡盘和回 旋涡盘相互组合而构成，其特征在于，构成所述固定涡盘或回旋涡盘的涡盘部件利用成为 芯骨的内层部件和以包围该内层部件的方式设置而形成外层部分的外层部件构成所述卷 板或底板中的至少任一个，所述内层部件由比所述外层部件弹性系数大的材料构成，并且， 在所述内层部件上设有用于防止所述内层部件和所述外层部件因它们的热膨胀率的差异 而发生剥离的防止剥离部。在此，当所述内层部件至少设在所述回旋涡盘的卷板部分上时，能够充分提高厚 度无法增大的卷板部的强度。而且，当所述内层部件以横跨所述回旋涡盘的卷板部分和底 板部分两者的方式设置时，能够进一步提高涡盘部件的强度。尤其是，所述内层部件优选由 配置在底板部上的圆板形状部件和配置在卷板部上的涡盘形状部件构成，并且所述圆板形 状部件和涡盘形状部件优选一体地形成。由于内层部件由比外层部件的弹性系数大的材料 构成，所以能够使所述涡盘形状部件的厚度成为所述卷板部整体厚度的一半以下。本发明的进一步其他特征在于，在由在底板上直立地形成有涡卷状的卷板的两个 涡盘部件相互组合而构成并且用于制冷循环系统，其中，所述涡盘部件的卷板以及底板部 分由成为芯骨的内层部件和以包围该内层部件的方式设置而形成外层部分的外层部件构 成，所述内层部件由比所述外层部件弹性系数大的材料构成，并且，在所述内层部件上设有 用于防止所述内层部件和所述外层部件因它们的热膨胀率的差异而发生剥离的防止剥离 部。而且，对所述内层部件的表面实施含有锌的表面处理，以提高与外层部件的密接 性。根据本发明，由于构成所述固定涡盘或回旋涡盘的涡盘部件，由成为芯骨的内层 部件、以包围该内层部件的方式设置而形成外层部分的外层部件构成，所述内层部件由比 所述外层部件弹性系数大的材料构成，并且在所述内层部件上设有用于防止所述内层部件 和所述外层部件因它们的热膨胀率的差异而发生剥离的防止剥离部，所以能够获得具有重 量轻、刚性高并且能够以低价制造的涡盘部件的涡旋压缩机。


图1是表示本发明的一个实施例的涡旋压缩机的主要部分的纵向剖视图。图2是图1所示的回旋涡盘的纵向剖视图。图3是表示图2所示的回旋涡盘的内层部件的一个例子的立体图。图4是表示图2所示的回旋涡盘的内层部件的另一个例子的立体图。图5是表示图2所示的回旋涡盘的内层部件的另外一个例子的立体图。
附图标记说明100固定涡盘(101 底板、102 卷板)103吸入口104喷出 口105喷出室200回旋涡盘OOl 底板、202 卷板)300旋转轴400框体500防自转接头600外层部件601内层部件(601(a)圆板形状部件、601(b)涡盘形状部件)603,604,605 防止剥离部(603 凹凸部、604 凹坑、605 孔)700密闭容器
具体实施例方式以下，参照

本发明的具体实施例。(实施例1)图1是表示涡旋压缩机的主要部分的纵向剖视图，在密闭容器700内配置有压缩 机构部，该压缩机机构部由旋转轴300驱动以压缩气体。所述压缩机构部以使在底板101 上直立地形成有涡卷状的卷板102的固定涡盘100和在底板201上直立地形成有涡卷状的 卷板202的回旋涡盘200以卷板相互咬合的方式构成。另外，在所述固定涡盘100上，在其 外周侧设有吸入口 103、在中心部设有喷出口 104。在旋转轴300的前端部设有曲柄销301， 该曲柄销301插入突出设置在回旋涡盘200的底板201的背面(反卷板侧)的套筒部203。 在套筒部203内设有旋转轴承210，其与曲柄销301滑动。在回旋涡盘200的底板201的 背面配设有防自转接头500。该防自转接头500是作为使回旋涡盘200在不自转的状态下 相对于固定涡盘100进行回旋运动的作为防自转机构的接头，其设在回旋涡盘200和框体 400之间。所示框体400固定在所述密闭容器700的内表面，在该框体400上通过主轴承 410支承有所述旋转轴300。在所述压缩机构部中，当旋转轴300旋转时，曲柄销301偏心旋转，回旋涡盘200 利用防自转接头500在不自转的状态下相对于固定涡盘100进行回旋运动。由此，由吸入 口 103吸入的气体由卷板外周侧的吸入室导入到由卷板102、202形成的密闭室(压缩室) 内。随着回旋涡盘的回旋运动，所述密闭室边向中央部侧移动边减少容积，以压缩被吸入的 气体，从而由形成在固定涡盘上的喷出口 104向喷出室105喷出该被压缩的气体。图2是将图1所示的回旋涡盘200放大表示的纵向剖视图，该回旋涡盘200由外 层部件600和内层部件601形成，所述内层部件601被外层部件600覆盖。另外，外层部件 600由比内层部件601轻的材料构成，而且构成所述内层部件601的材料的弹性系数比构成 外层部件600的材料的弹性系数大。优选的是，以轻量的非铁金属构成所述外层部件600，所述内层部件601由其弹性 系数(强度)是外层部件的弹性系数的至少两倍以上的铁系金属构成。由此，通过使内层部件601的板厚成为例如卷板部的厚度的20% 60%左右就能够确保足够的强度并实现 充分的轻量化，而且还因为制造成适当的厚度而使制造容易。由于卷板部的整体的厚度通 常为3mm 4mm左右，所以所述内层部件的厚度为0. 6mm 2. 4mm左右即可。由此，强度大的内层部件601具有成为涡盘部件的芯骨的作用，与仅以外层部件 600的材料构成涡盘部件的情况相比，能够大幅度提高涡盘部件的刚性。例如，作为外层部 件600使用作为非铁金属的铝合金，作为内层部件601使用弹性系数是铝合金的三倍左右 的JIS规格的SPHC、SPHE等钢板、钢铁材料，由此，与仅以铝合金构成涡盘部件的情况相比， 尤其能够提高刚性。本实施例的涡盘部件通过提高其刚性，能够抑制运行中的涡盘部件产生变形，从 而能够降低由卷板咬合而构成的压缩室(密闭室)产生的漏出损大，因此能够获得高性能 的压缩机。另外，由于作为内部部件使用比铝合金价格低的钢板、钢铁材料，所以与仅以铝 合金构成涡盘部件的情况相比，能够降低制造成本。需要说明的是，在本实施例中，内层部件601由圆板形状部件601(a)和涡盘形状 部件601(b)构成。能够利用圆板形状部件601 (a)提高底板(镜板)的刚性，利用涡盘形状 部件601 (b)提高涡盘卷板的刚性。另外，如图2中的602的范围所示，涡盘形状部件601 (b) 以横跨涡盘卷板和底板的方式配置，所以能够提高负载特别集中的涡盘卷板的根部处的刚 性，从而能够抑制涡盘卷板的变形。例如能够通过将构成外层部件600的金属材料熔化后用该熔化后的金属材料包 铸(铸C 3 )内层部件601的方式来完成回旋涡盘200的制造。通过使用铝合金等非铁 金属作为外层部件、使用钢板、钢铁材料等铁系金属作为内层部件，从而由于二者的熔点不 同而能够容易地进行制造。即，由于内层部件601的熔点比外层部件600的熔点高，所以在 维持内层部件601的形状的状态下能够使用熔化后的外层部件600将其包铸。需要说明的是，图2所示的例子是对将本发明适用于回旋涡盘200的情况进行了 说明，但是对于将本发明适用于固定涡盘100的情况也同样能够进行制造。以下，利用图3 图5说明本实施例的回旋涡盘的内层部件601的优选的形状的 例子。图3所示的例子是在构成回旋涡盘的内层部件601的圆板形状部件601 (a)以及 涡盘形状部件601(b)的表面分别利用冲压加工等形成有凹凸部603(防止剥离部)的情 况。即，在各内层部件601的一侧的面(表面)上形成有凸部和凹部，在另一侧的面(里 面)的与所述凸部和凹部对应的位置分别形成凹部、凸部。这样，通过在内层部件的各个面 设置凸部和凹部，能够由强度大的内层部件的凸部承受因内层部件和外层部件的热膨胀率 的差异而产生的剪切应力，从而增大防止内层部件和外层部件剥离的效果。需要说明的是，该图3是表示将圆板形状部件601(a)和涡盘形状部件601 (b)分 体构成的例子。在图4所示的例子中，由于通过冲压加工等在构成回旋涡盘的内层部件601的一 侧的面(表面)上仅形成凹坑(凹部)604(防止剥离部)，所以在另一侧的面(里面)的与 所述凹坑对应的位置形成有凸部。在图4所示的例子中，由于在一侧的面仅形成凹坑、在另 一侧的面上随着所述凹坑的形成而在与其对应的位置仅形成凸部，从而比图3所示的例子 更容易制造。
需要说明的是，该图4所述的例子是圆板形状部件601 (a)和涡盘形状部件601(b) 一体地形成的情况。通过设置所述凹凸部603、凹坑604等防止剥离部，不但能够防止内层部件和外层 部件的剥离，而且通过形成所述凹凸部603、凹坑604等，能够更加增大内层部件的刚性并 且进一步提高涡盘部件的刚性。另外，由于能够增加内层部件601和外层部件600的接触面 积，所以能够提高内层部件601和外层部件600的密接性。在本实施例中，由于例如使用钢 板、作为内层部件、例如使用铝合金作为外层部件，所以虽然因内层部件和外层部件的热膨 胀率不同等在涡旋压缩机运行中在内层部件和外层部件之间产生剪切应力，但是根据本实 施例，如前所述，利用所述凹凸部603、凹坑604能够提高内层部件601和外层部件600的密 接性，所以能够得到大于所述剪切应力的保持力，从而能够防止内层部件和外层部件分离 (剥离)。另外，由于能够将内层部件作为芯骨而充分发挥作用，所以能够提高涡盘部件的 刚性，并且能够获得具有不产生内部的龟裂、剥离等的可靠性高的涡盘部件的涡旋压缩机。如图5所示，由于在内层部件601上设有从表面贯通至里面的孔605，所以通过使 外层部件600浸透所述孔605，能够提高内层部件601和外层部件600的密接性。在本实施 例中也与图3、图4所述的实施例同样，能够获得具有刚性以及可靠性高的涡盘部件的涡旋 压缩机。需要说明的是，在本实施例中，所述孔605不限于贯通孔，也可以形成为带底的孔。在所述实施例中，所述凹凸部603、凹坑604、孔605优选在涡盘形状部件601 (b) 的卷板的作为卷绕始端侧的中央部侧紧密配置。即，由于卷板中央部侧随着涡旋压缩机的 运行变得比卷板外周部侧高温、高压，所以因内层部件和外层部件的热膨胀率的不同等导 致的剪切力增大。通过将所述凹凸部603等紧密地配置在卷板中央部侧能够提高内层部件 和外层部件的密接性，并获得刚性与所述剪切应力大小对应的涡盘部件，从而能够获得具 有刚性以及可靠性更高的涡盘部件的涡旋压缩机。而且，在所述内层部件601的表面实施含有锌的表面处理，例如通过在钢材的表 面实施镀锌等表面处理，从而能够进一步提高与外层部件的密接性。而且，所述防止剥离部可以通过在内层部件的表面利用焊接等设置肋部等方式， 替代所述凹凸部603、凹坑604、孔605。另外，圆板形状部件601 (a)和涡盘形状部件601 (b)，在图3的例子中分体构成，但 是如图4所示，可以将圆板形状部件601 (a)和涡盘形状部件601(b) —体地形成，或如图5 的例子所示，可以将圆板形状部件601 (a)和涡盘形状部件601(b)分别制造，并通过将二者 粘合、接合或焊接等形成为一体。根据本实施例，由于对于外层部件使用轻量的非铁金属、而对于内层部件使用比 非铁金属强度高且价格低的铁系金属，所以与轻量且强度高的单一材料构成的情况相比， 能够在不增大涡盘部件大小的情况下以低价格制造涡盘部件。另外，由于在内层部件上设有基于多个凹凸部、凹坑或孔等的防止剥离部，所以能 够防止外层部件因与内层部件的热膨胀率不同而产生的剪切应力从而从内层部件剥离，由 此能够获得刚性以及可靠性高的涡旋压缩机。
权利要求
1.一种涡旋压缩机，其由在底板上直立地形成有涡卷状的卷板的固定涡盘和回旋涡盘 相互组合而构成，其特征在于，构成所述固定涡盘或回旋涡盘的涡盘部件由成为芯骨的内层部件和以包围该内层部 件的方式设置而形成外层部分的外层部件构成，所述内层部件由比所述外层部件弹性系数大的材料构成，并且，在所述内层部件上设有用于防止所述内层部件和所述外层部件因它们的热膨胀率的 差异而发生剥离的防止剥离部。
2.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述防止剥离部为形成在所述内层部件上的多个凹凸部、凹坑和孔中的至少任一种。
3.如权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，形成在构成所述涡盘部件的内层部件上的所述多个凹凸部、凹坑或孔配置成所述涡盘 部件的卷板中央部侧比卷板外周部侧密。
4.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，构成所述涡盘部件的外层部件由比所述内层部件轻的非铁金属构成，所述内层部件由 弹性系数为所述外层部件至少两倍以上的铁系金属构成。
5.如权利要求4所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述外层部件由铝合金构成，所述内层部件由钢板或钢铁材料构成。
6.如权利要求5所述的涡旋压缩机，其特征在于，构成所述内层部件的钢板或钢铁材料是日本工业标准JIS的SPHC或SPHE。
7.一种涡旋压缩机，其由在底板上直立地形成有涡卷状的卷板的固定涡盘和回旋涡盘 相互组合而构成，其特征在于，构成所述固定涡盘或回旋涡盘的涡盘部件利用成为芯骨的内层部件和以包围该内层 部件的方式设置而形成外层部分的外层部件构成所述卷板或底板中的至少任一个，所述内层部件由比所述外层部件弹性系数大的材料构成，并且，在所述内层部件上设有用于防止所述内层部件和所述外层部件因它们的热膨胀率的 差异而发生剥离的防止剥离部。
8.如权利要求7所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述内层部件至少设在所述回旋涡盘的卷板部分上。
9.如权利要求7所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述内层部件以横跨所述回旋涡盘的卷板部分和底板部分两者的方式设置。
10.如权利要求9所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述内层部件由配置在底板部上的圆板形状部件和配置在卷板部上的涡盘形状部件 构成，并且所述圆板形状部件和涡盘形状部件一体地形成。
11.如权利要求10所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述涡盘形状部件的厚度为所述卷板整体厚度的20% 60%。
12.—种涡旋压缩机，其由在底板上直立地形成有涡卷状的卷板的两个涡盘部件相互 组合而构成并且用于制冷循环系统，其特征在于，所述涡盘部件的卷板以及底板部分由成为芯骨的内层部件和以包围该内层部件的方 式设置而形成外层部分的外层部件构成，所述内层部件由比所述外层部件弹性系数大的材料构成，并且， 在所述内层部件上设有用于防止所述内层部件和所述外层部件因它们的热膨胀率的 差异而发生剥离的防止剥离部。
13.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，对所述内层部件的表面实施含有锌的表面处理，以提高与外层部件的密接性。
全文摘要
本发明提供一种具有轻量、刚性强且低价格的涡盘部件的涡旋压缩机。涡旋压缩机由在底板(101)上直立地形成有涡卷状的卷板(102)的固定涡盘和回旋涡盘相互组合而构成。构成固定涡盘或回旋涡盘的涡盘部件由成为芯骨的内层部件(601)和以包围该内层部件的方式设置而形成外层部分的外层部件(600)构成，所述内层部件由比所述外层部件弹性系数大的材料构成，并且在所述内层部件上设有用于防止所述内层部件和所述外层部件因它们的热膨胀率的差异而发生剥离的防止剥离部(凹凸部(603)、凹坑(604)、孔(605))。
文档编号F04C18/02GK102052311SQ201010522119
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月22日 优先权日2009年10月30日
发明者中村聪, 松永睦宪, 樱井和夫, 近野雅嗣 申请人:日立空调·家用电器株式会社