专利名称：涡旋式流体机械的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及涡旋(scroll)式流体机械，尤其是涉及用于向第一涡旋件与第二涡旋件相接触的轴向压接面导入润滑油的油导入通路的结构。
背景技术：
一直以来，作为涡旋式流体机械的一例，在冷冻循环过程中压缩制冷剂的涡旋压缩机被广泛使用。涡旋压缩机，在壳体内具备压缩机构，该压缩机构具有固定涡旋件(scroll)(第一涡旋件)，其在固定侧端板上突出设有螺旋形的固定侧搭接部(lap)；可动涡旋件(第二涡旋件)，其在可动侧端板上突出设有螺旋形的可动侧搭接部。固定涡旋件经由支架(固定部件)被固定在壳体上，可动涡旋件连结在驱动轴的偏心轴部。
在上述压缩机构中，固定侧搭接部与可动侧搭接部相互啮合，并且固定侧端板与可动侧端板构成为在轴向上压接，在两个搭接部之间形成有压缩室。并且，可动涡旋件相对于固定涡旋件通过自转防止机构(欧氏环)，而不会自转，只进行公转，因此，使上述压缩室的容积减少，从而在其内部压缩制冷剂。
在上述涡旋压缩机中，向固定侧端板与可动侧端板的轴向压接面供给润滑油(例如，参照日本特开2004-060532号公报)。图4表示该公报的涡旋压缩机中的润滑油的供给结构的主要部分。在该涡旋压缩机中，通过设置在驱动轴100的下端的给油泵(图中未表示)，经由驱动轴100的主给油通路101与可动涡旋件110的油导入通路111，将壳体内的润滑油供给到上述轴向压接面120上。
上述油导入通路111由下列部分构成主体通路112，其从可动涡旋件110的外周面朝向内周侧，以规定的深度形成；第一连通路113，其从上述主给油通路101连通到主体通路112；以及第二连通路114，其从上述主体通路112连通到轴向压接面120。上述油导入通路111的主体通路112的外周端，利用带座的堵塞部件130进行堵塞。上述堵塞部件130通过拧入上述主体通路112的外周端而被固定。
但是，在上述结构中，尽管设置了上述堵塞部件130，润滑油也有可能从油导入通路111的主体通路112与堵塞部件130的间隙泄漏，而使轴向压接面120润滑不良。并且，为了防止该润滑不良，例如如果增大堵塞部件130的座面直径，则也必须加厚可动涡旋件110的端板110a的厚度，从而导致可动涡旋件110的质量增加。
发明内容
本实用新型是鉴于这样的问题点而提出的，其目的在于，即防止可动涡旋件(第二涡旋件)的质量增加，又防止从油导入通路漏油，从而可以防止轴向压接面的润滑不良。
为此，本实用新型在第二涡旋件23与堵塞部件60的接触面上，形成比第二涡旋件23以及堵塞部件60硬度低的涂层70。
本实用新型的第一方面是以下述涡旋式流体机械为前提的，即，该涡旋式流体机械具备涡旋机构20，其具有相互啮合的、并在轴向上压接的第一涡旋件22和第二涡旋件23；主给油通路34，其与储油部18连通；油导入通路51，其形成在第二涡旋件23上，以从上述主给油通路34向两涡旋件22、23的轴向压接面50导入润滑油。上述油到入通路51具备主体通路52，其从第二涡旋件23的外周面朝径向内侧以规定的深度而形成；第一连通路53，其连通上述主给油通路34与主体通路52；以及第二连通路54，其从上述主体通路52连通到上述轴向压接面50；还具备旋合在上述主体通路52的外周端部的堵塞部件60。
并且，该涡旋式流体机械的特征在于，在上述第二涡旋件23与堵塞部件60的接触面上，形成比上述第二涡旋件件23以及堵塞部件60硬度低的涂层70。在这里所说的“接触面”包含例如第二涡旋件23的主体通路52与堵塞部件60旋合处的接触面(旋合面)，以及在堵塞部件60具有座部62的情况下，第二涡旋件23与座部62的接触面等用语。并且，例如，可以将第一涡旋件22作为固定涡旋件，将第二涡旋件23作为可动涡旋件。
在本实用新型的第一方面中，从储油部18经由主给油通路34和油导入通路51，向两涡旋件22、23的轴向压接面50供给润滑油。
在这里，堵塞部件60旋合在上述油导入通路51上，在上述第二涡旋件23与堵塞部件60的接触面上，形成比上述第二涡旋件23以及堵塞部件60硬度低的涂层70。所以，可以在上述第二涡旋件23与堵塞部件60之间压破上述涂层70，而获得较高的密封性能。
本实用新型的第二方面，在本实用新型第一方面的涡旋式流体机械中，其特征在于，具有驱动第二涡旋件23的驱动轴31，在驱动轴31上形成主给油通路34，通过给油机构35向两涡旋件22、23的轴向压接面50导入润滑油。
在本实用新型的第二方面中，储油部18的润滑油利用给油机构35，通过形成在该驱动轴31上的主给油通路34被导入到第二涡旋件23的油导入通路51之后，供给到两涡旋件22、23的轴向压接面50上。
本实用新型的第三方面，在本实用新型第一方面的涡旋式流体机械中，其特征在于，堵塞材料60具有与第二涡旋件23的外周面抵接的座部62。
在本实用新型的第三方面中，堵塞部件60的座部62抵接在第二涡旋件23的外周面上。如果预先在该抵接面上形成上述涂层70，则在堵塞部件60的座部62与第二涡旋件23的外周面之间压破涂层70，就可以获得较高的密封性能。
本实用新型的第四方面，在本实用新型第一方面的涡旋式流体机械中，其特征在于，在第二涡旋件23的整体上形成涂层70。
在本实用新型的第四方面中，因为不是只在可动涡旋件23与堵塞部件60的接触面上形成涂层70，而是在第二涡旋件23的整体上形成涂层70，所以可以容易地形成涂层70，并获得较高的密封性能。
本实用新型的第五方面，在本实用新型第一方面的涡旋式流体机械中，其特征在于，通过磷酸锰薄膜处理形成涂层70。
在本实用新型的第五方面中，通过对第二涡旋件23与堵塞部件60的接触面进行磷酸锰薄膜处理而形成涂层(磷酸锰保护膜)70，从而可以提高第二涡旋件23与堵塞部件60之间的密封性。
本实用新型的效果是根据本实用新型的第一方面，通过在上述第二涡旋件23与堵塞部件60的接触面上，形成比上述第二涡旋件23以及堵塞部件60硬度低的涂层70，并且在上述第二涡旋件23与堵塞部件60之间压破上述涂层70，而可以获得较高的密封性能。所以，可以防止油从油导入通路51的泄漏，可以防止轴向压接面50的润滑不良。并且，因为不需要扩大堵塞部件60的座面直径，所以可以防止第二涡旋件23的质量的增加。
根据本实用新型的第二方面，因为在对第二涡旋件23进行驱动的驱动轴31上形成主给油通路34，所以通过给油机构35，经由驱动轴31的主给油通路34与第二涡旋件23的油导入通路51，可以将储油部18的润滑油供给到两涡旋件22、23的轴向压接面50上。所以，利用简单的结构可以实现向轴向接触面50的供油。
根据本实用新型的第三方面，因为在堵塞部件60上设置了与第二涡旋件23的外周面抵接的座部62，所以通过在该抵接面上预先形成上述涂层70，并在堵塞部件60的座部62与第二涡旋件23的外周面之间压破涂层70，可以获得较高的密封性能。所以，可以防止油从油导入通路51的泄漏，防止轴向压接面50的润滑不良，并且因为可以不扩大堵塞部件60的座面直径，所以可以防止第二涡旋件23的质量的增加。
根据本实用新型的第四方面，通过在第二涡旋件23的整体上形成涂层70，而可以容易地形成涂层，并且提高密封性。
根据本实用新型的第五方面，通过在第二涡旋件23和堵塞部件60的接触面上进行磷酸锰薄膜处理而形成涂层(磷酸锰保护膜)70，从而可以提高第二涡旋件23与堵塞部件(60)之间的密封性，可以防止轴向压接面50的润滑不良。
图1是本实用新型实施例的涡旋压缩机的纵剖面图。
图2是可动涡旋件的放大剖面图。
图3是螺旋轴的安装部的放大剖面图。
图4是表示现有的涡旋压缩机的润滑油的供给结构的主要部分剖面图。
具体实施方式
以下，根据附图对本实用新型的实施例进行详细说明。本实施例是关于涡旋压缩机的。
图1是本发明实施例的涡旋压缩机1的纵剖面图。该涡旋压缩机1在使制冷剂循环而进行冷冻循环的运转动作的未图示的制冷剂回路上，具有进行制冷剂的压缩行程的功能。
该涡旋压缩机1具有形成为纵长圆筒状的密闭拱顶型的壳体10。该壳体10是压力容器，包括壳体主体11，其是具有沿上下方向延伸的轴线的圆筒状的躯干部；杯形的上壁部12，其气密地焊接在壳体主体11的上端部，与其接合成一体，并具有向上方突出的凸面；以及杯形的底壁部13，其气密地焊接在壳体主体11的下端部，与其接合成一体，并具有向下方凸出的凸面。该壳体10的内部是空的。
在上述壳体10的内部，收容有压缩制冷剂的压缩机构(涡旋机构)20，和配置在该压缩机构20的下方的驱动电机30。该压缩机构20与驱动电机30通过驱动轴31进行连接，该驱动轴31配置成在壳体10内沿着上下方向延伸。
上述压缩机构20具有支架21，其被固定在壳体主体11上；固定涡旋件(第一涡旋件)22，其被紧密地配置在该支架21的上面；可动涡旋件(第二涡旋件)23，其被配置在固定涡旋件22以及支架21之间，并与固定涡旋件22相啮合；以及欧氏环(Oldham ling)28，其是该可动涡旋件23的自转防止机构。支架21在其外周面上沿着圆周方向的整体被压入固定于壳体主体11。即，壳体主体11与支架21沿着整个圆周气密地接触。并且，在本实施例中，壳体10内被划分为支架21下方的高压空间16和支架21上方的低压空间17。
在上述支架21上，形成有使其上表面中央部凹陷进去而构成的支架凹部21a，和从下表面中央部向下方延伸的径向轴承部21b。并且，在支架21上设置有径向轴承孔21c，该径向轴承孔21c贯通该径向轴承部21b的下端面和支架凹部21a的底面之间，上述驱动轴31的上端部经由径向轴承21d可以旋转地被支承在该径向轴承孔21c上。
并且，上述驱动轴31的下端部可以旋转地支承在下部轴支撑部19上，该下部轴支撑部19被设置在壳体10的下部。
在上述壳体10的上壁部12上贯通并固定有吸入管14，该吸入管14将制冷剂回路的制冷剂引导到压缩机构20。并且，在壳体主体11上贯通并固定有排出管15，该排出管15使壳体10内的制冷剂排出到壳体10外。上述吸入管14沿着上下方向在低压空间17延伸，并且其内端部贯通压缩机构20的固定涡旋件22，与后述的压缩室25连通，通过该吸入管14将制冷剂吸入到压缩室25内。
上述驱动电机30由下述电机构成，该电机具有环状的定子32，其被固定在壳体10的内壁面上；和转子33，其自由旋转地设置在该定子32的内侧。上述压缩机构20的可动涡旋件23经由上述驱动轴31与上述转子33相连接。
上述驱动电机30的下方的下部空间保持为高压，相当于其下端部的底壁部13的内底部成为储存润滑油的储油部18。在上述驱动轴31的内部形成有与储油部18连通的主给油通路34。该主给油通路34与后述的可动涡旋件23的背面的油室27连通。并且，通过上述下部空间内的气体压力对润滑油的油面进行加压，使该润滑油变成高压，利用与后述第一空间S1的压差、以及设置在驱动轴31的下端的作为给油机构的给油泵35的作用，将上述高压的润滑油汲到油室27中。这样汲上来的润滑油通过主给油通路34向后述的压缩机构20的各滑动部分以及油室27供给。
上述固定涡旋件22由固定侧端板22a、和形成在该固定侧端板22a的下表面的螺旋状(渐开线状)的固定侧搭接部22b构成。另一方面，上述可动涡旋件23由可动侧端板23a、和形成在该可动侧端板23a上表面的螺旋状(渐开线状)的可动侧搭接部23b构成。并且，上述固定侧搭接部22b与可动侧搭接部23b相互啮合，由此，在固定涡旋件22与可动涡旋件23之间，两个搭接部22b、23b的接触部之间形成压缩室25。
上述可动涡旋件23经由上述欧氏环28被支承在支架21上，从而相对于固定涡旋件22不能自转而只进行公转。在可动侧端板23a的下面的中心部突出设置了有底圆筒状的突起部23c。另一方面，在上述驱动轴31的上端设有偏心轴部31a，该偏心轴部31a能够旋转地嵌入到上述可动涡旋件23的突起部23c中。进一步地，在上述驱动轴31上，在上述支架21的径向轴承部21b的下侧设置有配重部31b，该配重部31b用于获得可动涡旋件23和偏心轴部31a等的动平衡。利用该配重部31b一边获得重量的平衡，一边使驱动轴31旋转，由此在进行运转时，不会因失衡而引起振动。并且，伴随着该可动涡旋件23的公转，上述压缩室25通过使两个搭接部22b、23b之间的容积扩大，而从吸入管14吸入制冷剂，并通过使该容积朝中心方向减少，而压缩制冷剂。
并且，在上述压缩机构20上，跨过固定涡旋件22与支架21，形成气体通路29，以连接上述压缩室25与高压空间16。通过该气体通路29，使在压缩室25中被压缩的制冷剂流出到高压空间16。
在上述可动侧端板23a的背面一侧(下表面一侧)，在上述可动涡旋件23的突起部23c与上述驱动轴31的偏心轴部31a之间，划分出上述油室27，向该油室27供给来自上述主给油路34的高压油。
并且，在上述支架21的支架凹部21a的外圆周上，设置有密封部件24，该密封部件24通过弹簧(图中未表示)压接在可动侧端板23a的背面(下表面)。通过该密封部件24，支架21与固定涡旋件22之间的空间被划分为位于密封部件24的外径一侧的低压的第一空间S1，和位于其内径一侧的高压的第二空间S2。
高压气体通过图中未表示的通路被导入到上述第二空间S2并被保持为高压，通过该高压气体的压力与上述油室27的高压油的压力，产生轴向的按压力，该按压力将可动涡旋件23向固定涡旋件22推压。这样，第二空间S2构成使按压力作用在可动侧端板23a的背面(下表面)的高压空间。
上述固定涡旋件22以及可动涡旋件23的端板22a、23a彼此在以外圆周部分相互压接的状态下，可以滑动接触，在这些滑动接触面(轴向压接面)之间构成推力轴承面50。
如可动涡旋件23的放大剖面图即图2所示，在可动侧端板23上，形成油导入通路51，该油导入通路51从上述主给油通路34向两涡旋件的轴向压接面50导入润滑油。上述油导入通路51具有主体通路52，其从可动涡旋件23的外周面朝向径向内侧以规定的深度形成；第一连通路53，其经由上述油室27连通上述主给油通路34和主体通路52；以及第二连通路54，其从该主体通路52连通到上述轴向压接面50。并且，在上述主体通路52上旋合着作为堵塞部件的螺旋轴60。
如螺旋轴60的安装部的放大剖面图、即图3所示，螺旋轴60具有外螺纹部61，其旋合在形成于油导入通路51的径向外侧端部的内螺纹部55上；座部(头部)62，其连接在外螺纹部61上而形成，以接合在可动涡旋件23的外周面上；以及流量限制部63，其在油导入通路51的主体通路52内延伸；在该流量限制部63上形成有螺旋槽64，该螺旋槽64成为油通路。
上述螺旋轴60利用与可动涡旋件23的线膨胀系数的差较小的材料构成。由此，可以防止由于热变形而产生的螺纹松动。
根据上述结构，储油部18的润滑油从主给油通路34被汲到油室27后，从第一连通路53进入到油导入通路51的主体通路52内，进一步地在该主体通路52内通过螺旋轴60的螺旋槽64，从第二连通路54供给到固定涡旋件22与可动涡旋件23的轴向压接面50上。
此处，在本实施例中，在固定涡旋件22与可动涡旋件23上，在整个表面上实施磷酸锰薄膜(リユ一ブライト)处理，磷酸锰薄膜处理是形成磷酸锰保护膜70作为涂层的表面处理，是在材料的整个表面均一地且难以剥离地形成耐磨损性高的保护膜的处理。由此，使固定涡旋件22与可动涡旋件23的动作稳定。
另一方面，通过磷酸锰薄膜处理而形成的磷酸锰保护膜70，相对于利用铁系材料形成的可动涡旋件23以及螺旋轴60，具有比这些材料的硬度低的特性。所以，在将螺旋轴60拧入可动涡旋件23时，可以在旋合面压破磷酸锰薄膜处理的保护膜70，并且螺旋轴60的座部62在可动涡旋件23的外周面压破该保护膜70，从而获得较高的密封效果。
—运转动作—以下，对上述涡旋压缩机1的运转动作进行说明。
当起动驱动电机30时，则转子33相对于定子32进行旋转，由此使驱动轴31进行旋转。当驱动轴31旋转时，压缩机构20的可动涡旋件23相对于固定涡旋件22不自转，而只进行公转。由此，低压的制冷剂通过吸入管14从压缩室25的周缘一侧，被吸入到压缩室25，伴随着压缩室25的容积变化，该制冷剂被压缩。并且，被压缩了的制冷剂变成高压从压缩室25排出，通过气体通路29流向高压空间16。
并且，高压空间16的制冷剂流入到排出管15中，并排出到壳体10外。被排出到壳体10外的制冷剂，在冷却回路中循环后，再次通过吸入管14被吸入到压缩机1中进行压缩，而反复进行这样的制冷剂的循环。
另一方面，在壳体10的底壁部13的储油部18中储存的油通过下部空间内的气体压力进行加压。变成了高压的油，利用与低压空间即第一空间S1压差、以及给油泵35的作用，通过主给油通路34被供给到轴承的各滑动部分以及油室27。
这时，通过被导入到第二空间S2的高压气体的压力和油室27中的高压油的压力，以规定的按压力朝向固定涡旋件22推压可动涡旋件23。该按压力克服使可动涡旋件23与固定涡旋件22远离的力，即克服通过压缩室25中的制冷剂的压缩而在固定涡旋件23上产生的轴向的力。由此，两涡旋件(23、22)可以保持适当的间隔，并进行运转。
上述油室27的一部分油经由可动侧端板23a内的油导入通路51供给到固定涡旋件22与可动涡旋件23的轴向压接面50上。由此，对上述轴向压接面50进行润滑。
—实施例的效果—根据该实施例，通过对固定涡旋件22与可动涡旋件23实施磷酸锰薄膜处理，在上述可动涡旋件23和螺旋轴60的接触面上，形成磷酸锰保护膜作为涂层70，其比该可动涡旋件23以及螺旋轴60硬度低。所以，可以在可动涡旋件23与螺旋轴60的旋合面，以及在可动涡旋件23的外周面与螺旋轴60的座部62之间，压破上述涂层70，从而得到较高的密封性能。因此，可以防止油从油导入通路51泄漏，并防止轴向压接面50的润滑不良。并且，由于可以不需要扩大螺旋轴60的座面直径，所以没有必要增加可动侧端板23a的厚度，从而也可以防止可动涡旋件23的质量增加。另外，通过在可动涡旋件23的整个表面上进行磷酸锰薄膜处理，而可以容易地形成涂层70。
并且，因为在驱动可动涡旋件23的驱动轴31上，设置给油泵35，并在驱动轴31上形成主给油通路34，所以可以将储油部18中的润滑油经由驱动轴31以及可动涡旋件23的油导入通路51供给到两涡旋件22、23的轴向接触面50，所以，通过简单的结构可以实现向轴向接触面50的供油。
—其他实施例—本实用新型对于上述实施例，也可以采用如下结构。
例如，在上述实施例中，通过进行磷酸锰薄膜处理，而在可动涡旋件23与螺旋轴60之间形成磷酸锰保护膜，但只要是比可动涡旋件23以及螺旋轴60硬度低的保护膜，也可以形成磷酸锰保护膜以外的涂层70。
并且，可以不在可动涡旋件23的整体上形成涂层70，而至少在可动涡旋件23与螺旋轴60的接触面上形成涂层70即可。例如，可以在可动涡旋件23与螺旋轴60的旋合面上，以及在可动螺旋部23的外周面与螺旋轴60的座部62的接触面上，使涂层70形成在可动涡旋件23侧或者螺旋轴60侧的任何一侧上即可。
并且，在上述实施例中，对于在驱动轴31的下端设置给油泵35作为给油机构，并采用基于该给油泵35的强制给油方式的实施例进行了说明，但是也可以采用下述方式(压差给油方式)的给油机构，即，一方面使储油部18成为高压，另一方面使固定涡旋件22与可动涡旋件23的轴向压接面50变为低压，通过该压差进行给油。
产业上利用的可能性如上所述，本实用新型对于如下构成的涡旋式流体机械是有用的，即，在可动涡旋件上形成油导入通路，该油导入通路用于将润滑油导入到固定涡旋件与可动涡旋件相接触的轴向压接面上，该油导入通路的一端利用堵塞部件进行堵塞。
权利要求1.一种涡旋式流体机械，具备涡旋机构(20)，其具有相互啮合的、并在轴向上压接的第一涡旋件(22)和第二涡旋件(23)；主给油通路(34)，其与储油部(18)连通；以及油导入通路(51)，其形成在第二涡旋件(23)上，以从主给油通路(34)向两涡旋件(22、23)的轴向压接面(50)导入润滑油，上述油导入通路(51)具备主体通路(52)，其从第二涡旋件(23)的外周面朝向径向内侧以规定的深度而形成；第一连通路(53)，其连通上述主给油通路(34)与主体通路(52)；以及第二连通路(54)，其从上述主体通路(52)连通到上述轴向压接面(50)，还具备旋合在上述主体通路(52)的外周端的堵塞部件(60)，其特征在于，在上述第二涡旋件(23)与堵塞部件(60)的接触面上，形成比上述第二涡旋件(23)以及堵塞部件(60)硬度低的涂层(70)。
2.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于，具有驱动第二涡旋件(23)的驱动轴(31)，在驱动轴(31)上形成有主给油通路(34)，通过给油机构(35)向两涡旋件(22、23)的轴向压接面(50)导入润滑油。
3.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于，堵塞部件(60)具有与第二涡旋件件(23)的外周面抵接的座部(62)。
4.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于，在第二涡旋件(23)的整体上形成涂层(70)。
5.根据权利要求1所述的涡旋式流体机械，其特征在于，涂层(70)是通过磷酸锰薄膜处理而形成的。
专利摘要一种涡旋式流体机械，其结构为在可动涡旋件(23)上形成油导入通路(51)，该油导入通路(51)用于将润滑油导入到固定涡旋件(22)与可动涡旋件(23)相接触的轴向压接面上，该油导入通路(51)的一端利用堵塞部件(60)进行堵塞。在可动涡旋件(23)与堵塞部件(60)的接触面上，形成比可动涡旋件(23)以及堵塞部件(60)硬度低的涂层(70)，从而可以防止固定涡旋件与可动涡旋件的轴向压接面的润滑不良。
文档编号F04C29/02GK2804436SQ20052010988
公开日2006年8月9日 申请日期2005年6月10日 优先权日2004年8月4日
发明者栗田慎, 山路洋行 申请人:大金工业株式会社