密闭型旋转压缩机和冷冻循环装置制造方法
密闭型旋转压缩机和冷冻循环装置制造方法
【专利摘要】本发明提供密闭型旋转压缩机和冷冻循环装置，包括：电动机部；压缩机构部，其压缩制冷剂；旋转轴，其将电动机部的转矩传递到压缩机构部，该旋转轴沿上下方向延伸；供油用的泵叶轮，其嵌插在供油孔的下部侧，自供油孔的下端吸入润滑油，供油孔形成于旋转轴的轴芯，泵叶轮具有将长方形的板材扭转成螺旋状且使板材整体弯曲而成的形状，泵叶轮的插入侧顶端部的宽度方向的一对端面中的因泵叶轮弯曲而凸出的一侧的相反侧的一个端面，形成为随着向顶端去而向内侧倾斜的倾斜部，在一对端面中的另一个端面的顶端侧的角部设有倒角部。密闭型旋转压缩机和具有该密闭型旋转压缩机的冷冻循环装置能够改善在组装时的泵叶轮的插入性以及能够确保泵叶轮的保持力。
【专利说明】密闭型旋转压缩机和冷冻循环装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于例如空调冷热设备的制冷剂压缩的密闭型旋转压缩机、和使用了该密闭型旋转压缩机的冷冻循环装置。
【背景技术】
[0002]以往，在冷冻循环中使用的密闭型旋转压缩机具有如下结构:在密闭容器内收纳有电动机部和压缩机构部，利用旋转轴将两者连结起来。在密闭容器的底部存积有润滑油，成为利用设置在旋转轴的下端部的供油机构，汲取润滑油而供给到压缩机构部的构造。供油机构具有在设于旋转轴的轴芯的供油孔嵌插有扭转成螺旋状的泵叶轮的结构，利用由旋转轴的旋转而产生的离心泵作用吸引润滑油，将润滑油经由旋转轴内的供油孔供给到压缩机构部的压缩室内和轴承各部分的滑动部分。
[0003]在这种密闭型旋转压缩机中，一直使用将扭转角设为90°的泵叶轮。但是，近年来，为了增加向压缩机构部的滑动部的供油量，提出了将扭转角增大而设为180°。当这样增大扭转角时，与扭转角较小的情况相比，泵叶轮与供油孔的周壁面的接触面积增加。因此，泵叶轮不易自供油孔脱落，能够确保保持性，但另一方面，泵叶轮本身的刚性提高，存在组装作业性变差的问题。
[0004]那么，在提高将泵叶轮嵌插到供油孔内时的作业性、确保将泵叶轮保持在供油孔内的保持力等的观点上，对泵叶轮的形状实施了各种设计，例如提出了以下的专利文献I?3。
[0005]在专利文献1、2中公开了如下结构:在泵叶轮的局部形成有宽度比供油孔的内径大的扩宽部，提高了在供油孔内的对泵叶轮的保持力。
[0006]在专利文献3中公开了如下结构:将泵叶轮形成为使长方形的金属板呈螺旋状扭转了 180°而成的形状，在泵叶轮上，使向供油孔插入泵叶轮的方向的顶端的相反侧的端部分开为两岔状而形成一对卡定爪，使各卡定爪彼此沿相反方向折弯，将各卡定爪分别弹性地推压于供油孔的周壁面的相反的各位置。采用该结构，一对卡定爪处于在供油孔的内部朝相反方向推挤供油孔的周壁面的状态，能够将泵叶轮牢固地保持为不会自供油孔脱出。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本实开平6 - 049791号公报(摘要，图1)
[0010]专利文献2:日本特开2011 - 032934号公报(第8页，图3)
[0011]专利文献3:日本特开2000 - 186669号公报(第4页，图3)
【发明内容】
[0012]发明要解决的问题
[0013]在上述专利文献1、2的密闭型旋转压缩机中，只利用扩宽部支承泵叶轮，所以整体的保持力较弱，泵叶轮可能在密闭型旋转压缩机运转动作的过程中脱离供油孔，存在长期可靠性低的问题。另外，在将泵叶轮插入供油孔时有张力施加于扩宽部而会变形的这一点上存在课题。
[0014]在上述专利文献3的密闭型旋转压缩机中，各卡定片的对供油孔的周壁面进行推压的角部是直角。因此，在进行用于形成卡定片的冲压加工时，自卡定片的端部沿与插入方向垂直的方向产生毛刺，所以在将泵叶轮插入供油孔时，该毛刺会卡挂(日文:引-掛+?)于旋转轴的供油孔的周壁面，在插入性不佳的这一点上存在课题。
[0015]本发明是为了解决上述那样的问题而做成的，目的在于获得能够改善在组装时的泵叶轮的插入性以及能够确保泵叶轮的保持力的密闭型旋转压缩机和冷冻循环装置。
[0016]用于解决问题的方案
[0017]本发明的密闭型旋转压缩机包括:电动机部；压缩机构部，其压缩制冷剂；旋转轴，其将电动机部的转矩传递到压缩机构部，该旋转轴沿上下方向延伸；供油用的泵叶轮，其嵌插在供油孔的下部侧，自供油孔的下端吸入润滑油，该供油孔形成于旋转轴的轴芯，泵叶轮具有将长方形的板材扭转成螺旋状且使板材整体弯曲而成的形状，泵叶轮的插入侧顶端部的宽度方向的一对端面中的因泵叶轮弯曲而凸出的一侧的相反侧的一个端面，成为随着向顶端去而向内侧倾斜的倾斜部 ，在一对端面中的另一个端面的顶端侧的角部设有倒角部。
[0018]发明效果
[0019]采用本发明，能够获得可改善在组装时的泵叶轮的插入性以及可确保泵叶轮的保持力的密闭型旋转压缩机。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是示意地表示本发明的实施方式I的密闭型旋转压缩机的纵截面的图。
[0021]图2是图1的泵叶轮的立体图。
[0022]图3是图1的泵叶轮的形状说明图。
[0023]图4是表示将图1的泵叶轮插入到供油孔内时的样子的图。
[0024]图5是表示作为比较例的“扭转270° ”的泵叶轮的图。
[0025]图6是表示将图1的泵叶轮插入到供油孔内的状态的图。
[0026]图7是表示对图1的泵叶轮的角度β进行各种变化而测量了推入载荷后得到的结果的图。
[0027]图8是表示对图1的泵叶轮的角度β进行各种变化而测量了拔出载荷后得到的结果的图。
[0028]图9是表示由孔径公差产生的供油孔的最小直径min~最大直径max与推入载荷的关系的图。
[0029]图10是表示由孔径公差产生的供油孔的最小直径min~最大直径max与拔出载荷的关系的图。
[0030]图11是表示本发明的实施方式2的冷冻循环装置的制冷剂回路的图。
【具体实施方式】
[0031]实施方式1.[0032]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式I。
[0033]图1是示意地表示本发明的实施方式I的密闭型旋转压缩机的纵截面的图。
[0034]密闭型旋转压缩机I具有如下结构:在密闭容器Ia内包括电动机部2和用于压缩制冷剂的压缩机构部3，利用旋转轴4将两者连结起来。旋转轴4配置为在密闭容器Ia内沿上下方向延伸，电动机部2的后述的转子2b与旋转轴4的上部侧相连结，在旋转轴4的下部侧设置有压缩机构部3。在旋转轴4的下端设置有泵叶轮20。泵叶轮20利用由旋转轴4的旋转而产生的离心泵作用，对设置在密闭容器Ia的下部的储油部5内的润滑油进行吸引，将该润滑油经由设于旋转轴4的供油孔16供给到压缩机构部3的压缩室内、各轴承(滑动轴承等)等的滑动部。
[0035]在密闭容器Ia的外部设置有吸入消声器6，该吸入消声器6用于将来自制冷剂回路(未图示)的制冷剂分离成液体制冷剂和气体制冷剂，只使气体制冷剂流入到密闭型旋转压缩机I内。利用吸入管7使吸入消声器6与密闭容器Ia内的压缩机构部3相连接。另夕卜，在密闭容器Ia的上表面设置有用于将压缩后的制冷剂排出的排出管8。
[0036]电动机部2由定子2a和转子2b构成，在转子2b中嵌插有旋转轴4，转子2b的旋转经由旋转轴4传递到压缩机构部3。在旋转轴4的上端部保持有圆盘状的油分离板9，该油分离板9的外径比转子2b的外径小，该油分离板9与转子2b —起旋转。
[0037]压缩机构部3是包括缸体11、旋转柱塞12和叶片(未图示)等的所谓回转式的压缩机构。在缸体11的大致中心沿上下方向贯穿形成有大致圆柱状的通孔，该通孔被上轴承13和下轴承14封闭而构成缸室15。在该缸室15内配置有旋转柱塞12，旋转柱塞12以旋转自如的方式嵌插在旋转轴4的偏心部，利用旋转轴4的旋转使旋转柱塞12在缸室15内进行公转运动。
[0038]在缸体11内设置有板状的叶片(未图示)，该叶片在设置于缸体11的槽内以顶端与公转运动的旋转柱塞12抵接的状态不变地进行往返运动，利用该叶片将缸室15内划分为吸入室和压缩室。自吸入管7将制冷剂吸入到吸入室内，当旋转柱塞12随着旋转轴4的旋转在缸室15内公转运动时，随着该公转运动的进行，吸入室的面积逐渐增加而吸入制冷齐U，当面积经最大转向缩小时，吸入室成为压缩室，压缩内部的气体制冷剂。
[0039]接下来，说明密闭型旋转压缩机I的动作。
[0040]构成冷冻循环的制冷剂回路内的制冷剂通过吸入消声器6，自吸入管7被吸入到密闭容器Ia内的压缩机构部3。被吸入到压缩机构部3的低压的制冷剂气体以上述方式被压缩，经过设于上轴承13的排出口(未图示)排出到密闭容器Ia内，自排出管8排出到密闭容器Ia外的制冷剂回路中。
[0041]接下来，对具有作为本实施方式的特征部分的泵叶轮20的供油机构进行说明。
[0042]在旋转轴4的轴芯以沿上下方向延伸的方式设置有供油孔16，在供油孔16形成有沿径向贯穿的多个横孔17，自这些多个横孔17将供油孔16内的润滑油供给到压缩机构部3的压缩室内、各轴承部等的滑动部。并且，在供油孔16的下部侧嵌插有泵叶轮20。
[0043]图2是图1的泵叶轮的立体图。图3是图1的泵叶轮的形状说明图，(a)是完成图，(b)是展开图。
[0044]泵叶轮20具有将整体为长方形的金属板扭转成螺旋状且使该金属板整体如图3的(a)的虚线所示地弯曲而成的形状。成为泵叶轮20的金属板形成为与供油孔16的直径大致相同的宽度。
[0045]泵叶轮20的嵌插到旋转轴4的供油孔16中时成为顶端的插入侧顶端部21的宽度方向的一对端面中的因泵叶轮20弯曲而凸出的一侧的相反侧的端面(一个端面)，成为随着向顶端去而向内侧以角度(倾斜角)β倾斜的倾斜部23。在本实施方式I中，该倾斜部23设置在泵叶轮20的整体长度L中的顶端侧的1/3。在自基材形成成为泵叶轮20的长方形的金属板时，同时通过冲压加工而形成该倾斜部23。另外，在插入侧顶端部21的角部设置有倒角部24、25。另外，从改善插入性的观点出发，需要设置倾斜部23的相反侧的角部的倒角部24，但可以省略设置倾斜部23侧的角部的倒角部25。
[0046]另外，泵叶轮20的后方形成为两岔状，将这两部分分别向相反方向折弯而形成为触发部22，该触发部22形成为汲取润滑油时的触发器。
[0047]另外，一直以来，在电动机部为恒速电机的情况下，以运转频率为50rps~60rps、扭转角为90°的泵叶轮吸取润滑油。但是，近年来，通过将电机切换为变频器规格，使密闭型旋转压缩机的运转范围为低速(15rps)~高速(130rps)，相应地，低速时的润滑油的汲取量比使用恒速电机的情况少。
[0048]在本实施方式I中，将泵叶轮20的扭转角度设定为270°，通过使扭转角度比以往的90°、180°大，如上所述能够增加向压缩机构部3供给的供油量。并且，当供油量增加时，由润滑油获得的密封效果提高，所以压缩机构部3的密闭性提高，而且润滑性提高，所以密闭型旋转压缩机的性能也提高。
[0049]这里，泵叶轮20成为自扭转起始部S (参照图3)经扭转中央部M到达扭转结束部E的扭转构造，从高效地向滑动部供油的观点出发，泵叶轮20与横孔17的位置关系最好为以下的位置关系。即，扭转中央部`M与扭转结束部E之间的曲面部Cl、和以扭转中央部M为中心位于曲面部Cl的相反侧的曲面部C2，最好如图1所示地为面对横孔17的位置关系。但是，在为了增加供油量而将泵叶轮20扭转为270°以上的形状的情况下，该位置关系被破坏，出现不能高效地供给所汲取的润滑油的状况。另外，在将扭转角增大为270°以上时，泵叶轮本身的刚性提高，泵叶轮20的向供油孔16的插入性下降。
[0050]那么，在本实施方式I中，将扭转角度设定为270°，特别是帮助增加低速时的汲取量而提高作为密闭型旋转压缩机的性能，并且通过形成为上述的叶轮形状，能够兼顾相对于供油孔16的插入容易性和拔出不易性。下面，说明这一点。
[0051]图4是表示将图1的泵叶轮插入到供油孔内时的样子的图。图4的(a)表示图1的泵叶轮的情况，图4的(b)是作为比较例表示未设置倾斜部23的泵叶轮的情况。图5表示比较例的泵叶轮20A，除了未设置倾斜部23以外，其他结构与图1的泵叶轮相同，该泵叶轮20A的扭转角为270°且呈弯曲形状。
[0052]首先，从图4的(b)的比较例(以下称为“扭转270° ”)开始说明。“扭转270° ”的泵叶轮20A也与泵叶轮20同样地弯曲。这里，在将泵叶轮20A沿箭头方向插入到供油孔16内时，一边克服由该泵叶轮20A的弯曲产生的弹性力，一边向供油孔16内推入泵叶轮20A，如图4的(b)所示，在用?表示的2个点卡挂供油孔16。该泵叶轮20A的扭转角度为270°，与扭转角度为90°或180°的情况相比，刚性提高。因此，很难向供油孔16内推入以2个点卡挂于供油孔16的泵叶轮20A，不易插入泵叶轮20A。
[0053]相对于此，本实施方式I的泵叶轮20由于在插入侧顶端部21设有倾斜部23，所以能使顶端插入I时与供油孔16的周壁面的接触阻力得到抑制，能够将泵叶轮20容易地组装至供油孔16的深处，改善组装插入性。
[0054]图6是表示将图1的泵叶轮插入到供油孔内的状态的图，在图6的(b)中表示使泵叶轮从图6的(a)的状态以供油 孔16的中心轴线为中心旋转了 90°的状态。在图6的
(a)、(b)中，左侧均是剖视图，右侧均是侧视图。
[0055]泵叶轮20在插入前的状态下沿图6的虚线方向弯曲，所以在将泵叶轮20安装在直线状的供油孔16内的状态下，利用所谓的板簧的反作用力以图6的.所示的3个点支承泵叶轮20。图2的?表示与图6相同的3个点。因此，泵叶轮20能够始终维持与未设有无倾斜部23的“扭转270° ”的泵叶轮20A同样的在供油孔16内的保持力。
[0056]另外，本实施方式I的泵叶轮20的倾斜部23的角度β设定为0° <β ^ 2°。通过将倾斜部23的角度设定为该范围，与未设有倾斜部23的“扭转270° ”的泵叶轮20Α相t匕，能够获得以下效果。即，将泵叶轮20组装于供油孔16时产生的推入载荷得到降低，而且供油孔16内的泵叶轮20的保持力的指标即拔出载荷得到维持。以下，根据实验结果说明这一点。
[0057]图7是表示对图1的泵叶轮的角度β进行各种变化而测量了推入载荷后得到的结果的图。图7的横轴表示角度β，纵轴表示使推入载荷量纲为I (日文:無次元化)。在图7中分别表示本实施方式的泵叶轮20的情况和图5所示的“扭转270° ”的泵叶轮20Α的情况。
[0058]如图7所示，通过使角度β比0°大，与“扭转270° ”的情况相比，能够减小推入载荷。越增大角度β，越能减小推入载荷，但当角度β过大时，那么这次拔出载荷减小，容易拔出。因此，要根据与拔出载荷的关系来确定角度β的上限值。
[0059]图8是表示对图1的泵叶轮的角度β进行各种变化而测量了拔出载荷后得到的结果的图。图8的横轴表示角度β，纵轴表示使拔出载荷量纲为I。在图8中，实线表示本实施方式的泵叶轮20的情况，虚线表示扭转角为90°且为弯曲形状的泵叶轮的情况。
[0060]如图8所示，在将角度β设定为2°的情况下，与“扭转90° ”的情况相比，能够增大拔出载荷。也就是说，能够获得比容易拔出的“扭转90° ”高或大致同等的拔出载荷。
[0061]由此，优选将角度β设定为0° <β ^ 2°。
[0062]接下来，说明供油孔16的孔径公差与推入载荷及拔出载荷的关系。
[0063]图9是分别表示“本实施方式”、“扭转270° ”、“扭转90° ”的情况下的、由孔径公差产生的供油孔16的最小直径min~最大直径max与推入载荷的关系的图。图10是分别表示“本实施方式”、“扭转270° ”、“扭转90° ”的情况下的、由孔径公差产生的供油孔16的最小直径min~最大直径max与拔出载荷的关系的图。在图9和图10中，推入载荷和拔出载荷量纲为I。
[0064]如图9所示，可知在“本实施方式”的推入载荷的情况下，供油孔16的孔径在min~max的整个范围内比“扭转270° ”的情况小,插入性得到改善。另外，“本实施方式”与“扭转90° ”的情况相比，推入载荷增大，插入性降低，但其差是微小的，从增加供油量的观点出发，优选如上所述地将扭转角度设定为270°。此外，在形成为设有倾斜部23的“本实施方式”的形状时，与未设有倾斜部23的“扭转270° ”的情况相比，能够改善插入性。
[0065]另外，如图10所示，可知在“本实施方式”的拔出载荷的情况下，供油孔16的孔径在min~max的整个范围内比“扭转270° ”的情况小一些，但比“扭转90° ”的情况高或大致同等，也确保了保持性。
[0066]如上所述，采用本实施方式I，在将长方形的金属板扭转为螺旋状而成的形状的泵叶轮20的插入侧顶端部21设有倾斜部23，而且在倾斜部23的相反侧的顶端角部设有倒角部24，所以能够抑制插入时的接触阻力，改善组装插入性。另外，将泵叶轮20形成为弯曲形状，通过利用板簧的翘曲的反作用力，能够在旋转轴4的供油孔16内以3个点保持泵叶轮，也能确保在供油孔16内对泵叶轮20的保持力。
[0067]另外，在利用冲压加工自基材形成成为泵叶轮20的金属板时，即使在倾斜部23残留有毛刺，由于设有倾斜部23，所以也能使插入侧顶端部21较细，因此在将泵叶轮20插入到供油孔16内时，毛刺不会卡挂于供油孔16，帮助提高插入性。 [0068]另外，通过将角度β设定为0° <β ^ 2°，与扭转角相同且未设置倾斜部23的形状的泵叶轮相比，能够兼顾插入性的改善和拔出不易性。
[0069]另外，通过将扭转角设定为270°，与将扭转角设定为90°或180°的情况相比，能够增加供油量，提高密封性和润滑性，从而提高压缩机性能。特别是，密闭型旋转压缩机低速运转的情况下的汲取量增加效果，对改善压缩机性能是非常有效的。
[0070]由此，能够获得使向压缩机构部3的供油的稳定性、由润滑油的密封效果获得的密闭型旋转压缩机构的密闭性得到提高，此外能够利用润滑效果减少旋转轴4、轴承等的滑动部的磨损和轴的划伤的密闭型旋转压缩机I。
[0071]实施方式2.[0072]实施方式2涉及一种具有实施方式I的密闭型旋转压缩机I的冷冻循环装置。
[0073]图11是表示本发明的实施方式2的冷冻循环装置的制冷剂回路的图。
[0074]该冷冻循环装置包括密闭型旋转压缩机1、冷凝器101、减压装置102和蒸发器103，该冷冻循环装置具有利用制冷剂配管将上述这些装置依次连接而构成的制冷剂回路。在这样构成的冷冻循环装置中，通过使用实施方式I的密闭型旋转压缩机，能够获得可以提高运转效率的冷冻循环装置。这里举出的制冷剂回路是一例，可以将本发明的密闭型旋转压缩机应用在多种多样的制冷剂回路中。
[0075]另外，在上述说明中，说明了将本发明的泵叶轮应用于所谓单缸型回转式压缩机的例子，但本发明不限定于此，也可以应用于双缸型回转式压缩机或涡卷型压缩机。
[0076]附图标记说明
[0077]1、密闭型旋转压缩机；la、密闭容器；2、电动机部；2a、定子；2b、转子；3、压缩机构部；4、旋转轴；5、储油部；6、吸入消声器；7、吸入管；8、排出管；9、油分离板；11、缸体；
12、旋转柱塞；13、上轴承；14、下轴承；15、缸室；16、供油孔；17、横孔；20、泵叶轮；20A、泵叶轮；21、插入侧顶端部；22、触发器部；23、倾斜部；24、倒角部；25、倒角部；101、冷凝器；102、减压装置；103、蒸发器；C1、曲面部；C2、曲面部；E、扭转结束部；M、扭转中央部；S、扭转起始部。
【权利要求】
1.一种密闭型旋转压缩机，其特征在于， 该密闭型旋转压缩机包括:电动机部；压缩机构部，其压缩制冷剂；旋转轴，其将所述电动机部的转矩传递到所述压缩机构部，该旋转轴沿上下方向延伸；供油用的泵叶轮，其嵌插在供油孔的下部侧，自所述供油孔的下端吸入润滑油，所述供油孔形成于所述旋转轴的轴芯； 所述泵叶轮具有将长方形的板材扭转成螺旋状且使板材整体弯曲而成的形状，所述泵叶轮的插入侧顶端部的宽度方向的一对端面中的、因所述泵叶轮弯曲而凸出的一侧的相反侧的一个端面，成为随着向顶端去而向内侧倾斜的倾斜部，在所述一对端面中的另一个端面的顶端侧的角部设有倒角部。
2.根据权利要求1所述的密闭型旋转压缩机，其特征在于， 将所述倾斜部的倾斜角设为比0°大且在2°以下。
3.根据权利要求1或2所述的密闭型旋转压缩机，其特征在于， 将所述泵叶轮的扭转角设为270°。
4.一种冷冻循环装置，其特征在于， 该冷冻循环装置具有权利要求1或2所述的密闭型旋转压缩机。
5.一种冷冻循环装置，其特征在于， 该冷冻循环装置具有权利要求3所述的密闭型旋转压缩机。
【文档编号】F04C29/02GK103727040SQ201310471456
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2012年10月11日
【发明者】中河宽行, 谷真男 申请人:三菱电机株式会社
【专利摘要】本发明提供密闭型旋转压缩机和冷冻循环装置，包括：电动机部；压缩机构部，其压缩制冷剂；旋转轴，其将电动机部的转矩传递到压缩机构部，该旋转轴沿上下方向延伸；供油用的泵叶轮，其嵌插在供油孔的下部侧，自供油孔的下端吸入润滑油，供油孔形成于旋转轴的轴芯，泵叶轮具有将长方形的板材扭转成螺旋状且使板材整体弯曲而成的形状，泵叶轮的插入侧顶端部的宽度方向的一对端面中的因泵叶轮弯曲而凸出的一侧的相反侧的一个端面，形成为随着向顶端去而向内侧倾斜的倾斜部，在一对端面中的另一个端面的顶端侧的角部设有倒角部。密闭型旋转压缩机和具有该密闭型旋转压缩机的冷冻循环装置能够改善在组装时的泵叶轮的插入性以及能够确保泵叶轮的保持力。
【专利说明】密闭型旋转压缩机和冷冻循环装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于例如空调冷热设备的制冷剂压缩的密闭型旋转压缩机、和使用了该密闭型旋转压缩机的冷冻循环装置。
【背景技术】
[0002]以往，在冷冻循环中使用的密闭型旋转压缩机具有如下结构:在密闭容器内收纳有电动机部和压缩机构部，利用旋转轴将两者连结起来。在密闭容器的底部存积有润滑油，成为利用设置在旋转轴的下端部的供油机构，汲取润滑油而供给到压缩机构部的构造。供油机构具有在设于旋转轴的轴芯的供油孔嵌插有扭转成螺旋状的泵叶轮的结构，利用由旋转轴的旋转而产生的离心泵作用吸引润滑油，将润滑油经由旋转轴内的供油孔供给到压缩机构部的压缩室内和轴承各部分的滑动部分。
[0003]在这种密闭型旋转压缩机中，一直使用将扭转角设为90°的泵叶轮。但是，近年来，为了增加向压缩机构部的滑动部的供油量，提出了将扭转角增大而设为180°。当这样增大扭转角时，与扭转角较小的情况相比，泵叶轮与供油孔的周壁面的接触面积增加。因此，泵叶轮不易自供油孔脱落，能够确保保持性，但另一方面，泵叶轮本身的刚性提高，存在组装作业性变差的问题。
[0004]那么，在提高将泵叶轮嵌插到供油孔内时的作业性、确保将泵叶轮保持在供油孔内的保持力等的观点上，对泵叶轮的形状实施了各种设计，例如提出了以下的专利文献I?3。
[0005]在专利文献1、2中公开了如下结构:在泵叶轮的局部形成有宽度比供油孔的内径大的扩宽部，提高了在供油孔内的对泵叶轮的保持力。
[0006]在专利文献3中公开了如下结构:将泵叶轮形成为使长方形的金属板呈螺旋状扭转了 180°而成的形状，在泵叶轮上，使向供油孔插入泵叶轮的方向的顶端的相反侧的端部分开为两岔状而形成一对卡定爪，使各卡定爪彼此沿相反方向折弯，将各卡定爪分别弹性地推压于供油孔的周壁面的相反的各位置。采用该结构，一对卡定爪处于在供油孔的内部朝相反方向推挤供油孔的周壁面的状态，能够将泵叶轮牢固地保持为不会自供油孔脱出。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本实开平6 - 049791号公报(摘要，图1)
[0010]专利文献2:日本特开2011 - 032934号公报(第8页，图3)
[0011]专利文献3:日本特开2000 - 186669号公报(第4页，图3)
【发明内容】
[0012]发明要解决的问题
[0013]在上述专利文献1、2的密闭型旋转压缩机中，只利用扩宽部支承泵叶轮，所以整体的保持力较弱，泵叶轮可能在密闭型旋转压缩机运转动作的过程中脱离供油孔，存在长期可靠性低的问题。另外，在将泵叶轮插入供油孔时有张力施加于扩宽部而会变形的这一点上存在课题。
[0014]在上述专利文献3的密闭型旋转压缩机中，各卡定片的对供油孔的周壁面进行推压的角部是直角。因此，在进行用于形成卡定片的冲压加工时，自卡定片的端部沿与插入方向垂直的方向产生毛刺，所以在将泵叶轮插入供油孔时，该毛刺会卡挂(日文:引-掛+?)于旋转轴的供油孔的周壁面，在插入性不佳的这一点上存在课题。
[0015]本发明是为了解决上述那样的问题而做成的，目的在于获得能够改善在组装时的泵叶轮的插入性以及能够确保泵叶轮的保持力的密闭型旋转压缩机和冷冻循环装置。
[0016]用于解决问题的方案
[0017]本发明的密闭型旋转压缩机包括:电动机部；压缩机构部，其压缩制冷剂；旋转轴，其将电动机部的转矩传递到压缩机构部，该旋转轴沿上下方向延伸；供油用的泵叶轮，其嵌插在供油孔的下部侧，自供油孔的下端吸入润滑油，该供油孔形成于旋转轴的轴芯，泵叶轮具有将长方形的板材扭转成螺旋状且使板材整体弯曲而成的形状，泵叶轮的插入侧顶端部的宽度方向的一对端面中的因泵叶轮弯曲而凸出的一侧的相反侧的一个端面，成为随着向顶端去而向内侧倾斜的倾斜部 ，在一对端面中的另一个端面的顶端侧的角部设有倒角部。
[0018]发明效果
[0019]采用本发明，能够获得可改善在组装时的泵叶轮的插入性以及可确保泵叶轮的保持力的密闭型旋转压缩机。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是示意地表示本发明的实施方式I的密闭型旋转压缩机的纵截面的图。
[0021]图2是图1的泵叶轮的立体图。
[0022]图3是图1的泵叶轮的形状说明图。
[0023]图4是表示将图1的泵叶轮插入到供油孔内时的样子的图。
[0024]图5是表示作为比较例的“扭转270° ”的泵叶轮的图。
[0025]图6是表示将图1的泵叶轮插入到供油孔内的状态的图。
[0026]图7是表示对图1的泵叶轮的角度β进行各种变化而测量了推入载荷后得到的结果的图。
[0027]图8是表示对图1的泵叶轮的角度β进行各种变化而测量了拔出载荷后得到的结果的图。
[0028]图9是表示由孔径公差产生的供油孔的最小直径min~最大直径max与推入载荷的关系的图。
[0029]图10是表示由孔径公差产生的供油孔的最小直径min~最大直径max与拔出载荷的关系的图。
[0030]图11是表示本发明的实施方式2的冷冻循环装置的制冷剂回路的图。
【具体实施方式】
[0031]实施方式1.[0032]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式I。
[0033]图1是示意地表示本发明的实施方式I的密闭型旋转压缩机的纵截面的图。
[0034]密闭型旋转压缩机I具有如下结构:在密闭容器Ia内包括电动机部2和用于压缩制冷剂的压缩机构部3，利用旋转轴4将两者连结起来。旋转轴4配置为在密闭容器Ia内沿上下方向延伸，电动机部2的后述的转子2b与旋转轴4的上部侧相连结，在旋转轴4的下部侧设置有压缩机构部3。在旋转轴4的下端设置有泵叶轮20。泵叶轮20利用由旋转轴4的旋转而产生的离心泵作用，对设置在密闭容器Ia的下部的储油部5内的润滑油进行吸引，将该润滑油经由设于旋转轴4的供油孔16供给到压缩机构部3的压缩室内、各轴承(滑动轴承等)等的滑动部。
[0035]在密闭容器Ia的外部设置有吸入消声器6，该吸入消声器6用于将来自制冷剂回路(未图示)的制冷剂分离成液体制冷剂和气体制冷剂，只使气体制冷剂流入到密闭型旋转压缩机I内。利用吸入管7使吸入消声器6与密闭容器Ia内的压缩机构部3相连接。另夕卜，在密闭容器Ia的上表面设置有用于将压缩后的制冷剂排出的排出管8。
[0036]电动机部2由定子2a和转子2b构成，在转子2b中嵌插有旋转轴4，转子2b的旋转经由旋转轴4传递到压缩机构部3。在旋转轴4的上端部保持有圆盘状的油分离板9，该油分离板9的外径比转子2b的外径小，该油分离板9与转子2b —起旋转。
[0037]压缩机构部3是包括缸体11、旋转柱塞12和叶片(未图示)等的所谓回转式的压缩机构。在缸体11的大致中心沿上下方向贯穿形成有大致圆柱状的通孔，该通孔被上轴承13和下轴承14封闭而构成缸室15。在该缸室15内配置有旋转柱塞12，旋转柱塞12以旋转自如的方式嵌插在旋转轴4的偏心部，利用旋转轴4的旋转使旋转柱塞12在缸室15内进行公转运动。
[0038]在缸体11内设置有板状的叶片(未图示)，该叶片在设置于缸体11的槽内以顶端与公转运动的旋转柱塞12抵接的状态不变地进行往返运动，利用该叶片将缸室15内划分为吸入室和压缩室。自吸入管7将制冷剂吸入到吸入室内，当旋转柱塞12随着旋转轴4的旋转在缸室15内公转运动时，随着该公转运动的进行，吸入室的面积逐渐增加而吸入制冷齐U，当面积经最大转向缩小时，吸入室成为压缩室，压缩内部的气体制冷剂。
[0039]接下来，说明密闭型旋转压缩机I的动作。
[0040]构成冷冻循环的制冷剂回路内的制冷剂通过吸入消声器6，自吸入管7被吸入到密闭容器Ia内的压缩机构部3。被吸入到压缩机构部3的低压的制冷剂气体以上述方式被压缩，经过设于上轴承13的排出口(未图示)排出到密闭容器Ia内，自排出管8排出到密闭容器Ia外的制冷剂回路中。
[0041]接下来，对具有作为本实施方式的特征部分的泵叶轮20的供油机构进行说明。
[0042]在旋转轴4的轴芯以沿上下方向延伸的方式设置有供油孔16，在供油孔16形成有沿径向贯穿的多个横孔17，自这些多个横孔17将供油孔16内的润滑油供给到压缩机构部3的压缩室内、各轴承部等的滑动部。并且，在供油孔16的下部侧嵌插有泵叶轮20。
[0043]图2是图1的泵叶轮的立体图。图3是图1的泵叶轮的形状说明图，(a)是完成图，(b)是展开图。
[0044]泵叶轮20具有将整体为长方形的金属板扭转成螺旋状且使该金属板整体如图3的(a)的虚线所示地弯曲而成的形状。成为泵叶轮20的金属板形成为与供油孔16的直径大致相同的宽度。
[0045]泵叶轮20的嵌插到旋转轴4的供油孔16中时成为顶端的插入侧顶端部21的宽度方向的一对端面中的因泵叶轮20弯曲而凸出的一侧的相反侧的端面(一个端面)，成为随着向顶端去而向内侧以角度(倾斜角)β倾斜的倾斜部23。在本实施方式I中，该倾斜部23设置在泵叶轮20的整体长度L中的顶端侧的1/3。在自基材形成成为泵叶轮20的长方形的金属板时，同时通过冲压加工而形成该倾斜部23。另外，在插入侧顶端部21的角部设置有倒角部24、25。另外，从改善插入性的观点出发，需要设置倾斜部23的相反侧的角部的倒角部24，但可以省略设置倾斜部23侧的角部的倒角部25。
[0046]另外，泵叶轮20的后方形成为两岔状，将这两部分分别向相反方向折弯而形成为触发部22，该触发部22形成为汲取润滑油时的触发器。
[0047]另外，一直以来，在电动机部为恒速电机的情况下，以运转频率为50rps~60rps、扭转角为90°的泵叶轮吸取润滑油。但是，近年来，通过将电机切换为变频器规格，使密闭型旋转压缩机的运转范围为低速(15rps)~高速(130rps)，相应地，低速时的润滑油的汲取量比使用恒速电机的情况少。
[0048]在本实施方式I中，将泵叶轮20的扭转角度设定为270°，通过使扭转角度比以往的90°、180°大，如上所述能够增加向压缩机构部3供给的供油量。并且，当供油量增加时，由润滑油获得的密封效果提高，所以压缩机构部3的密闭性提高，而且润滑性提高，所以密闭型旋转压缩机的性能也提高。
[0049]这里，泵叶轮20成为自扭转起始部S (参照图3)经扭转中央部M到达扭转结束部E的扭转构造，从高效地向滑动部供油的观点出发，泵叶轮20与横孔17的位置关系最好为以下的位置关系。即，扭转中央部`M与扭转结束部E之间的曲面部Cl、和以扭转中央部M为中心位于曲面部Cl的相反侧的曲面部C2，最好如图1所示地为面对横孔17的位置关系。但是，在为了增加供油量而将泵叶轮20扭转为270°以上的形状的情况下，该位置关系被破坏，出现不能高效地供给所汲取的润滑油的状况。另外，在将扭转角增大为270°以上时，泵叶轮本身的刚性提高，泵叶轮20的向供油孔16的插入性下降。
[0050]那么，在本实施方式I中，将扭转角度设定为270°，特别是帮助增加低速时的汲取量而提高作为密闭型旋转压缩机的性能，并且通过形成为上述的叶轮形状，能够兼顾相对于供油孔16的插入容易性和拔出不易性。下面，说明这一点。
[0051]图4是表示将图1的泵叶轮插入到供油孔内时的样子的图。图4的(a)表示图1的泵叶轮的情况，图4的(b)是作为比较例表示未设置倾斜部23的泵叶轮的情况。图5表示比较例的泵叶轮20A，除了未设置倾斜部23以外，其他结构与图1的泵叶轮相同，该泵叶轮20A的扭转角为270°且呈弯曲形状。
[0052]首先，从图4的(b)的比较例(以下称为“扭转270° ”)开始说明。“扭转270° ”的泵叶轮20A也与泵叶轮20同样地弯曲。这里，在将泵叶轮20A沿箭头方向插入到供油孔16内时，一边克服由该泵叶轮20A的弯曲产生的弹性力，一边向供油孔16内推入泵叶轮20A，如图4的(b)所示，在用?表示的2个点卡挂供油孔16。该泵叶轮20A的扭转角度为270°，与扭转角度为90°或180°的情况相比，刚性提高。因此，很难向供油孔16内推入以2个点卡挂于供油孔16的泵叶轮20A，不易插入泵叶轮20A。
[0053]相对于此，本实施方式I的泵叶轮20由于在插入侧顶端部21设有倾斜部23，所以能使顶端插入I时与供油孔16的周壁面的接触阻力得到抑制，能够将泵叶轮20容易地组装至供油孔16的深处，改善组装插入性。
[0054]图6是表示将图1的泵叶轮插入到供油孔内的状态的图，在图6的(b)中表示使泵叶轮从图6的(a)的状态以供油 孔16的中心轴线为中心旋转了 90°的状态。在图6的
(a)、(b)中，左侧均是剖视图，右侧均是侧视图。
[0055]泵叶轮20在插入前的状态下沿图6的虚线方向弯曲，所以在将泵叶轮20安装在直线状的供油孔16内的状态下，利用所谓的板簧的反作用力以图6的.所示的3个点支承泵叶轮20。图2的?表示与图6相同的3个点。因此，泵叶轮20能够始终维持与未设有无倾斜部23的“扭转270° ”的泵叶轮20A同样的在供油孔16内的保持力。
[0056]另外，本实施方式I的泵叶轮20的倾斜部23的角度β设定为0° <β ^ 2°。通过将倾斜部23的角度设定为该范围，与未设有倾斜部23的“扭转270° ”的泵叶轮20Α相t匕，能够获得以下效果。即，将泵叶轮20组装于供油孔16时产生的推入载荷得到降低，而且供油孔16内的泵叶轮20的保持力的指标即拔出载荷得到维持。以下，根据实验结果说明这一点。
[0057]图7是表示对图1的泵叶轮的角度β进行各种变化而测量了推入载荷后得到的结果的图。图7的横轴表示角度β，纵轴表示使推入载荷量纲为I (日文:無次元化)。在图7中分别表示本实施方式的泵叶轮20的情况和图5所示的“扭转270° ”的泵叶轮20Α的情况。
[0058]如图7所示，通过使角度β比0°大，与“扭转270° ”的情况相比，能够减小推入载荷。越增大角度β，越能减小推入载荷，但当角度β过大时，那么这次拔出载荷减小，容易拔出。因此，要根据与拔出载荷的关系来确定角度β的上限值。
[0059]图8是表示对图1的泵叶轮的角度β进行各种变化而测量了拔出载荷后得到的结果的图。图8的横轴表示角度β，纵轴表示使拔出载荷量纲为I。在图8中，实线表示本实施方式的泵叶轮20的情况，虚线表示扭转角为90°且为弯曲形状的泵叶轮的情况。
[0060]如图8所示，在将角度β设定为2°的情况下，与“扭转90° ”的情况相比，能够增大拔出载荷。也就是说，能够获得比容易拔出的“扭转90° ”高或大致同等的拔出载荷。
[0061]由此，优选将角度β设定为0° <β ^ 2°。
[0062]接下来，说明供油孔16的孔径公差与推入载荷及拔出载荷的关系。
[0063]图9是分别表示“本实施方式”、“扭转270° ”、“扭转90° ”的情况下的、由孔径公差产生的供油孔16的最小直径min~最大直径max与推入载荷的关系的图。图10是分别表示“本实施方式”、“扭转270° ”、“扭转90° ”的情况下的、由孔径公差产生的供油孔16的最小直径min~最大直径max与拔出载荷的关系的图。在图9和图10中，推入载荷和拔出载荷量纲为I。
[0064]如图9所示，可知在“本实施方式”的推入载荷的情况下，供油孔16的孔径在min~max的整个范围内比“扭转270° ”的情况小,插入性得到改善。另外，“本实施方式”与“扭转90° ”的情况相比，推入载荷增大，插入性降低，但其差是微小的，从增加供油量的观点出发，优选如上所述地将扭转角度设定为270°。此外，在形成为设有倾斜部23的“本实施方式”的形状时，与未设有倾斜部23的“扭转270° ”的情况相比，能够改善插入性。
[0065]另外，如图10所示，可知在“本实施方式”的拔出载荷的情况下，供油孔16的孔径在min~max的整个范围内比“扭转270° ”的情况小一些，但比“扭转90° ”的情况高或大致同等，也确保了保持性。
[0066]如上所述，采用本实施方式I，在将长方形的金属板扭转为螺旋状而成的形状的泵叶轮20的插入侧顶端部21设有倾斜部23，而且在倾斜部23的相反侧的顶端角部设有倒角部24，所以能够抑制插入时的接触阻力，改善组装插入性。另外，将泵叶轮20形成为弯曲形状，通过利用板簧的翘曲的反作用力，能够在旋转轴4的供油孔16内以3个点保持泵叶轮，也能确保在供油孔16内对泵叶轮20的保持力。
[0067]另外，在利用冲压加工自基材形成成为泵叶轮20的金属板时，即使在倾斜部23残留有毛刺，由于设有倾斜部23，所以也能使插入侧顶端部21较细，因此在将泵叶轮20插入到供油孔16内时，毛刺不会卡挂于供油孔16，帮助提高插入性。 [0068]另外，通过将角度β设定为0° <β ^ 2°，与扭转角相同且未设置倾斜部23的形状的泵叶轮相比，能够兼顾插入性的改善和拔出不易性。
[0069]另外，通过将扭转角设定为270°，与将扭转角设定为90°或180°的情况相比，能够增加供油量，提高密封性和润滑性，从而提高压缩机性能。特别是，密闭型旋转压缩机低速运转的情况下的汲取量增加效果，对改善压缩机性能是非常有效的。
[0070]由此，能够获得使向压缩机构部3的供油的稳定性、由润滑油的密封效果获得的密闭型旋转压缩机构的密闭性得到提高，此外能够利用润滑效果减少旋转轴4、轴承等的滑动部的磨损和轴的划伤的密闭型旋转压缩机I。
[0071]实施方式2.[0072]实施方式2涉及一种具有实施方式I的密闭型旋转压缩机I的冷冻循环装置。
[0073]图11是表示本发明的实施方式2的冷冻循环装置的制冷剂回路的图。
[0074]该冷冻循环装置包括密闭型旋转压缩机1、冷凝器101、减压装置102和蒸发器103，该冷冻循环装置具有利用制冷剂配管将上述这些装置依次连接而构成的制冷剂回路。在这样构成的冷冻循环装置中，通过使用实施方式I的密闭型旋转压缩机，能够获得可以提高运转效率的冷冻循环装置。这里举出的制冷剂回路是一例，可以将本发明的密闭型旋转压缩机应用在多种多样的制冷剂回路中。
[0075]另外，在上述说明中，说明了将本发明的泵叶轮应用于所谓单缸型回转式压缩机的例子，但本发明不限定于此，也可以应用于双缸型回转式压缩机或涡卷型压缩机。
[0076]附图标记说明
[0077]1、密闭型旋转压缩机；la、密闭容器；2、电动机部；2a、定子；2b、转子；3、压缩机构部；4、旋转轴；5、储油部；6、吸入消声器；7、吸入管；8、排出管；9、油分离板；11、缸体；
12、旋转柱塞；13、上轴承；14、下轴承；15、缸室；16、供油孔；17、横孔；20、泵叶轮；20A、泵叶轮；21、插入侧顶端部；22、触发器部；23、倾斜部；24、倒角部；25、倒角部；101、冷凝器；102、减压装置；103、蒸发器；C1、曲面部；C2、曲面部；E、扭转结束部；M、扭转中央部；S、扭转起始部。
【权利要求】
1.一种密闭型旋转压缩机，其特征在于， 该密闭型旋转压缩机包括:电动机部；压缩机构部，其压缩制冷剂；旋转轴，其将所述电动机部的转矩传递到所述压缩机构部，该旋转轴沿上下方向延伸；供油用的泵叶轮，其嵌插在供油孔的下部侧，自所述供油孔的下端吸入润滑油，所述供油孔形成于所述旋转轴的轴芯； 所述泵叶轮具有将长方形的板材扭转成螺旋状且使板材整体弯曲而成的形状，所述泵叶轮的插入侧顶端部的宽度方向的一对端面中的、因所述泵叶轮弯曲而凸出的一侧的相反侧的一个端面，成为随着向顶端去而向内侧倾斜的倾斜部，在所述一对端面中的另一个端面的顶端侧的角部设有倒角部。
2.根据权利要求1所述的密闭型旋转压缩机，其特征在于， 将所述倾斜部的倾斜角设为比0°大且在2°以下。
3.根据权利要求1或2所述的密闭型旋转压缩机，其特征在于， 将所述泵叶轮的扭转角设为270°。
4.一种冷冻循环装置，其特征在于， 该冷冻循环装置具有权利要求1或2所述的密闭型旋转压缩机。
5.一种冷冻循环装置，其特征在于， 该冷冻循环装置具有权利要求3所述的密闭型旋转压缩机。
【文档编号】F04C29/02GK103727040SQ201310471456
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2012年10月11日
【发明者】中河宽行, 谷真男 申请人:三菱电机株式会社
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