专利名称：涡旋压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种主要被使用在工作用及家庭用的冷冻空调上的涡旋压缩机。
背景技术：
作为冷冻空调用的电动压缩机，有往复式的、旋转式的等多种多样，但任意的方式都可在家庭用、工作用的冷冻空调领域上进行使用。其中，对于涡旋压缩机，因具有高效、低噪音、低振动的优点而被广泛应用。
用在涡旋压缩机上的涡旋压缩机构，众所周知，包括具有呈涡旋形曲线而形成的卷板的旋转涡盘和非旋转涡盘，例如，固定涡盘。以使各自的卷板相咬合，在双方的涡盘卷板之间形成几个压缩室。该各压缩室，随着旋转涡盘的旋转运动，一边从与吸入口相通、吸入制冷剂的外周部向与排出口相通的中央部移动，一边缩小体积来压缩制冷剂，并将被压缩的制冷剂从排出口排出。
对该旋转涡盘以为了压缩制冷剂而不自转地进行旋转运动的方式而进行支撑引导的自转限制部件是十字滑环。该十字滑环，为了引导旋转涡盘而相对于被固定在支撑十字滑环的密闭容器上的固定部件，沿一定方向移动，并沿与该一定方向垂直的方向相对于旋转涡盘进行移动。十字滑环和旋转涡盘及固定部件的接合部，通过设在十字滑环上的为凸起部的键部，与被设在旋转涡盘及固定部件上的槽相嵌合，而成为可相对地进行移动的结构。即，十字滑环，在固定部件及旋转涡盘的双方之间进行滑动。
对十字滑环的结构进行具体的描述，其具有带中心孔的环主体，该环主体，分别凸设有相对向的一对第1键部、和与该第1键部的各键部相垂直的一对第2键部。另外，在旋转涡盘、固定部件上设有收容第1、第2键部的键槽，通过分别将十字滑环的各键部可滑动地结合在这些各键槽上，而使旋转涡盘不自转地进行旋转运动。
但是，在上述的涡旋压缩机上，为了高效地使旋转涡盘进行旋转运动，而必须尽量减少形成在旋转涡盘及固定部件上的键槽和凸设在十字滑环上的键部之间的面压力。
另外，以利用现行的旋转涡盘的十字滑环的支撑结构，在增大压缩容积时等键部的面压力增大的情况下，可降低该支撑结构部的寿命。如密闭式压缩机，在作为不需要维护且长寿命地进行运转的装置的情况下，因为该支撑结构部的寿命即成为压缩机整体的寿命，所以尤其会有问题，不耐用。
其中，作为降低键槽和十字滑环的键部的面压力的一例，在旋转涡盘的键槽形成部位处，延伸设置将与十字滑环的键部的滑动面积沿轴方向扩大的外凸出滑动部(例如，专利文献1)。
专利文献1特开平9-79148号公报但是，在专利文献1所示的现行技术中，仅可适用于在可动涡盘的镶板外周部位上具有键槽的情况。即，若要在与镶板的卷板相对应的内周部位上应用现行技术，则必须加大镶板的厚度并增加键槽的深度。而且，也必须增高与键槽相锁合的键部的高度。其结果，因为加大了旋转涡盘的镶板的厚度，所以大幅度地增大了旋转涡盘的重量，导致进行平衡设计时的自由度减少的问题。
发明内容
所以，本发明在于解决上述问题，其主要目的是提供一种不会因面压力增大而产生寿命降低的问题的涡旋压缩机。
为了解决上述问题，本发明的涡旋压缩机，通过将具有环部和键部的十字滑环的键部沿径方向延伸来实现其目。即，通过将十字滑环的键部的径方向端部、从环部的径方向的外周面沿径方向延伸，而增大键部和键槽的滑动面积，从而降低该键部所承受的面压力。这样，旋转涡盘可高效地进行旋转运动，并提高支撑结构部的寿命。而且，不用加大旋转涡盘的厚度或高度，在对具有旋转涡盘的涡旋压缩机进行设计方面也不会导致不合理。
将键部的径方向端部沿径方向延伸时，在键部附近设有键宽度方向的扩展部。在根据该扩展部用铁类烧结合金来形成十字滑环时，能以均匀的密度来烧结键部。该扩展部也可在键部附近、从环部外周向径方向外侧延长。
与十字滑环的键部相嵌合的旋转涡盘及固定部件的键槽，是比现行结构沿径方向进行了延长的槽。该槽的外缘，处在旋转涡盘上，最好到不与加工旋转涡盘时所用的被把持部相干涉的位置为止。另外，在固定部件上，随着不与扩展部相干涉的让出槽的设置，而与适用本发明的十字滑环相嵌合，来实现其目的。
图1是表示本发明的实施例的涡旋压缩机的剖视图。
图2是图1的主要部分剖视图。
图3是旋转涡盘的俯视图。
图4是图3的剖视图。
图5是十字滑环的俯视图。
图6是图5的剖视图。
图7是固定部件的俯视图。
图8是图7的剖视图。
图9是十字滑环制作的说明图。
图10是十字滑环的剖视图。
图11是十字滑环的俯视图。
图中1-密闭容器，2-电动机，2a-转子，2b-定子，3-旋转涡盘，4-固定涡盘，5-压缩机构，6-十字滑环，7-固定部件，8-存油部，9-供油管接头，10-油孔，11-压缩室，12-吸入口，13-排出口，14-排出管，15-吸入管，16-曲轴，17、18-键部，19、20-键槽，21-扩展部，22-键延伸部，23-让出部，24-锥形，25-扩展形状。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的几种优选的实施例进行说明，以供理解本发明。但是，本发明并不局限于以下实施例，另外，只要未做特别限定的叙述，就是将本发明的范围不仅限定在那些实施例的意思，只不过是说明例。
图1、图2所示的本实施例，是冷冻空调用横向设置式的涡旋压缩机的情况的一例。
该涡旋压缩机，使用对氟化碳氢类制冷剂中的至少1种或2种以上进行混合的混合制冷剂来作为制冷剂。其主要构成为，在密闭容器1的内部配置有电动机2、和在被该电动机2所驱动的旋转涡盘3及作为非旋转涡盘的固定涡盘4之间压缩制冷剂的涡旋压缩机构5。进一步，为了使旋转涡盘3相对固定涡盘4不自转地进行旋转运动，而具有作为在固定涡盘4和被固定在密闭容器1上的固定部件7之间进行支撑引导的自转限制部件的十字滑环6。
由于本实施例是横向设置式的压缩机，故结构上，在密闭容器1内的附图上的左部设有涡旋压缩机构5，在密闭容器1内的右部设有驱动压缩机构5的电动机2，并在最右部处将润滑油封入存油部8。该压缩机具有将润滑油从供油管接头9吸出、经贯通曲轴16的内部油孔10向润滑对象部、即向对作为滑动部分的轴承和必须对制冷剂进行密封的涡旋压缩机构5供给的供油机构。在压缩机构5中，固定涡盘4和旋转涡盘3的卷板咬合在一起。旋转涡盘3随着电动机2的转动、经十字滑环6被旋转驱动，来进行公转运动。
通过该旋转运动，被形成在旋转涡盘3及固定涡盘4的双方的卷板间的几个压缩室11，一边从与吸入口12相通的卷板外周侧移动至与排出口13相通的卷板内周侧、一边缩小容积来进行压缩。制冷剂从延伸到密闭容器1外的排出管14供给至空调用的冷冻循环(未图示)后，返回至吸入管15并在循环路径内进行循环。连续进行以上一连串的动作而形成冷冻循环。
固定部件7被固定在密闭容器1内，并在与固定涡盘4之间将旋转涡盘3的卷板和固定涡盘的卷板保持在相互咬合的状态。另外，固定部件7的中心部具有轴承，来保持曲轴16。曲轴16，在轴承的右侧与电动机2的转子2a相固定。在转子2a的周围具有定子2b而构成电动机2。另外，曲轴16被保持在轴承上的部分的左侧具有偏心部，并与设在旋转涡盘3上的轴承相嵌合。
图3、图4表示了旋转涡盘3。图3是固定部件7侧的、即未设置卷板的一侧的俯视图。在旋转涡盘3上设有键槽19，与后述的十字滑环6的键部17相嵌合。十字滑环6的键部17可保持嵌合在该键槽19中的状态沿径方向往复移动。如后述，键槽19的径方向外侧的端部，最好一直到不与加工旋转涡盘3时的作为被把持部的旋转涡盘3的外周部相干涉的位置。
如图5、图6所示，十字滑环6，主体呈环形，在与旋转涡盘3相对向的面的直径线上的2处、分别设有一对键部17，而与固定部件7相对向的面的直径线上的2处、分别设有一对键部18。键部17和键部18配置在互成直角的方向。换言之，连结一对键部的直径线相互垂直相交地进行配置。
该十字滑环6由铁类烧结合金形成。如图5、图6所示，该十字滑环6的键部17、18，具有将其一部分的径方向端部、沿外径方向延伸的键延伸部22。由于比起具有现行的略正方形的截面的键部，具有键延伸部22的键部17、18与被设在旋转涡盘3上的键槽19和设在图7所示的固定部件7上的键槽20相滑动的面积增多，故键部17、18的滑动面上的面压力变低。另外，由于键延伸部22沿十字滑环6的外径方向延伸，故可不加厚旋转涡盘3的镶板来设置键槽19。
在用铁类烧结合金形成十字滑环6时，如适用本发明的一实施例的十字滑环6的键部17、18，若把将键部的一部分沿外径方向延伸的键延伸部22设置在各键部上，则在烧结时向键部的供给粉末量不能很好地进行调整而造成密度不均匀。如图9所示，这是因为用模具来制作十字滑环时，与向下模侧的键部的供给粉末量(图9的左侧)相比，有向上模侧的键部的供给粉末量(图9的右侧)少的倾向。由于假使供给粉末量不能很好地进行调整，而烧结时沿与重力反向从下模侧向上模侧的键部供给粉末，故处在上侧的键部会因加压而产生裂痕、破损。
这样，通过在一对键部18的附近设置沿键部宽度方向向外凸出的扩展部21，可烧结形成具有包含键延伸部22在内的键部的十字滑环6。即，因为若将形成扩展部21用的区域设在下模上，则在上模侧键部的周边增加金属粉末的供给量，所以键部的粉末密度变得均匀。该扩展部21，也可在键部附近、从环部外周向径方向外侧延长。键延伸部22的外径方向端部的位置，最好在径方向上处在扩展部21的外径方向端部的位置的外侧。
如图10所示，基于容易向上模侧的键部供给粉末的考虑，而将使键部呈锥形24，但在这种情况下，因对键部的宽度方向的切削量变大而加工性变差。另外，如图11所示，也考虑不设置扩展部21，而配合键部将环的径向设成扩展形状，但此时，必须考虑键部沿内径方向扩展与曲轴的干涉问题，最好是具有扩展部21的原本形状。
如图3、4、7及8所示，旋转涡盘3及固定部件7的键槽19、20，可滑动地形成键延伸部22。即，将旋转涡盘3及固定部件7的键槽19、20比现行的结构沿径方向延长。如果换言之，则键槽19、20，是比随着旋转涡盘3的旋转而进行移动的十字滑环6的移动轨迹的外缘、至少在径方向长出键延伸部22的径方向的长度部分的长槽。加之，固定部件7和十字滑环6在进行滑动时，为了避免十字滑环6的扩展部21与固定部件7相干涉，而在固定部件7上设置有让出部23。
十字滑环6，在被成形并烧结后，在其表面施以蒸汽处理，再对键部17、18进行加工而制成。
根据以上所述的本发明的一实施例，可降低十字滑环6的键部17、18的面压力，旋转涡盘3也可高效地进行旋转运动，并可提高支撑旋转涡盘3的支撑结构部的寿命。而且，不用加大旋转涡盘3的厚度或高度，就可确保旋转涡盘3及固定部件7的键槽19、20在键延伸部2的径方向的长度部分，从而能降低十字滑环6的键部17、18的面压力。这样，在对具有旋转涡盘3的涡旋压缩机进行设计方面也不会导致不合理。
(发明效果)如以上所述，根据本发明，可使旋转涡盘高效地进行旋转运动，并提高支撑结构部的寿命。
权利要求
1.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括在各自的镶板上具有涡旋形的卷板、并通过把这些卷板进行咬合而形成压缩室的旋转涡盘及非旋转涡盘、和具有与所述旋转涡盘的未设置所述卷板的镶板面上所设的槽相配合的键部和设有多个该键部的环部，并为了使所述旋转涡盘相对所述非旋转涡盘不自转地进行旋转运动而进行支撑引导的十字滑环；所述十字滑环的所述键部，具有向外径方向延伸的延伸部，在所述键部附近具有键宽度方向的扩展部。
2.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括在各自的镶板上具有涡旋形的卷板、并通过把这些卷板进行咬合而形成压缩室的旋转涡盘及非旋转涡盘、和具有与所述旋转涡盘的未设置所述卷板的镶板面上所设的槽相配合的键部和设有多个该键部的环部，并为了使所述旋转涡盘相对所述非旋转涡盘不自转地进行旋转运动而进行支撑引导的十字滑环；所述十字滑环的所述键部，具有向外径方向延伸的延伸部，在所述键部附近，具有在所述十字滑环的环部的径方向外周面与所述延伸部的径方向端部之间设有径方向端部的扩展部。
3.如权利要求1或2所述的涡旋压缩机，其特征在于所述十字滑环由铁类烧结合金形成。
4.一种涡旋压缩机，其特征在于，在密闭容器中，包括在各自的镶板上具有涡旋形的卷板、并通过把这些卷板进行咬合而形成压缩室的旋转涡盘及非旋转涡盘、具有与所述旋转涡盘的未设置所述卷板的镶板面上所设的槽相配合的键部和设有多个该键部的环部，并为了使所述旋转涡盘相对所述非旋转涡盘不自转地进行旋转运动而进行支撑引导的十字滑环、和被固定在支撑该十字滑环的所述密闭容器内的固定部件；所述十字滑环的所述键部具有向外径方向延伸的延伸部，在所述键部附近，具有键宽度方向的扩展部，在所述固定部上，具有与所述十字滑环的键部相嵌合的键槽、和在该槽附近避开与所述扩展部的干涉的让出部。
全文摘要
一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机通过在键部(18)附近设置键宽度方向的扩展部(21)、而可够使由铁类烧结合金形成的十字滑环的键部以均匀的密度沿径方向延伸，以扩展滑动面积来降低面压力。这种涡旋压缩机，可降低旋转涡盘及固定部件的键槽和十字滑环的键部的面压力，从而提高支撑结构部的寿命。
文档编号F04C18/02GK1482363SQ0313853
公开日2004年3月17日 申请日期2003年6月3日 优先权日2002年9月13日
发明者村上晃启, 渡部一孝, 岛田敦, 孝 申请人:日立家用电器公司