旋转式压缩机及制冷循环装置的制造方法_3

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a出来的少量油、以及溶解在油中的气体通 过轴中孔14释放到转子30上端侧的孔,泵腔13a的压力要均匀,具有维持油泵性能的作 用。
[0075] 接下来,通过活塞52和滑片53分成低压腔和高压腔2个部分的压缩腔51、在吸入 低压气体的同时,压缩低压气体成为高压。对活塞52进行偏心驱动的偏心轴10、在压缩和 排气行程中产生了急剧的轴距变动。
[0076] 图7用纵轴表示了转子30的1转中的上述轴矩变动。另外,对转子30和偏心轴 10的旋转角度的经过进行了概念性的图示。在此,以偏心轴10的偏心轴13的偏心方向的 角度为基准点,作为O度、压缩腔51的内周为360度、等间隔分割的角度为Θ。
[0077] 在此,以偏心轴10的旋转角度(·)为Θ 1、转子30的旋转角度(〇)为Θ 2的 时候、其差Θ 3 = Θ 2 - θ 1是它们的相位角。Θ 3也是扭杆弹簧40的扭转角度。另外,轴 矩(Tc)最小的0度或者360度时,转子30的旋转角度与偏心轴10的旋转角度一致。
[0078] 轴矩Tc在吸气孔开口约25度开始的压缩行程开始增加,大约在180度的时候为 最大,之后,转到排气行程,随着排气量的减小,轴矩会减小,在大约360度左右为最小。在 此吸气量为最大、偏心轴10再次经过大约25度转到压缩行程。
[0079] 转子旋转角经过0度朝着90度旋转时,Tc会急速增加。但是、由于扭杆弹簧40 的扭转效果,偏心轴的角速度会减小,但转子30可以维持角速度,所以Θ 3会逐渐增加。而 且,朝Tc为最大的180度旋转时,偏心轴的角速度会进一步减小,但转子旋转角可以维持角 速度,所以其旋转角为大约180度。因此,Θ 3大约增加到90度。
[0080] 而且,Tc到达最大的180度的时候,转子旋转角为240度、Θ 3大约扩大到120度。 这时,扭杆弹簧40到达其扭转角120度,积蓄旋转能量。
[0081] 偏心轴的旋转角通过180度后,Tc急速减小,所以扭杆弹簧40释放出积蓄的能量, 减少扭转角度。因此,旋转角度有延迟的偏心轴可以增加角速度,所以Θ 3会减少。
[0082] 因此,Θ在270°附近时,偏心轴的旋转角度大约是250度、转子旋转角大约是270 度,所以,Θ 3大约是20度。其后,偏心轴到达360度时,Θ 3为0度、转子30和偏心轴10 的旋转角一致。这时,扭杆弹簧40的扭转角度也是0度。
[0083] 就这样,本实施例在转子30的1转之中,扭杆弹簧40最大可以旋转到120度,积 蓄能量,其后,释放旋转能量。通过该力矩的积蓄和释放作用,转子30不会受到偏心轴10 的角速度的变化的较大影响,可以维持一定的角速度。因此,偏心轴10的轴矩变动造成的 旋转式压缩机1的旋转振动会减少。
[0084] 在此,本实施例对选择扭杆弹簧40的优点进行补充说明。
[0085] 扭杆弹簧40即使是1转的扭动,也可以发挥很强的旋转力矩。而且,因为是不与 其他部品接触的弹簧,所以在120rps等高速运行时的应答速度快,对于设计寿命在3万小 时的长期运行的动作可靠性也是很高。
[0086] 即,扭杆弹簧40即使是扭转角度大也是在1转(360度)以下、作为需要强力的旋 转力矩和长期运行的旋转式压缩机的力矩缓冲手段是最合适的。而且,棒状的扭杆弹簧40 很容易收纳在偏心轴内部,对容积小的旋转式压缩机来说是合适的部品。另外,扭杆弹簧40 很容易制造,成本也便宜。
[0087] 实施例2
[0088] 相位角Θ 3的最大值由于运行条件的不同有较大的波动。空调器中搭载的旋转式 压缩机的案例中,一般来说,Θ 3与高压侧压力和低压侧压力的差成比例变大。一般来说, Θ 3在制冷运行的时候,在空调负荷高的白天会变大,空调负荷小的夜晚会变小。但是,在制 热运行的时候相反。而且,搭载旋转速度可变的变频电机的机种中,不但是空调负荷,还有 考虑转子的惯性质量。
[0089] 如上所述,在运转负荷等条件变动中,Θ 3过大的话,就不能维持定子和转子的同 步速度,也就是说会产生失步现象,电机可能会突然停止。本实施例作为解决该课题的手 段,与防止相位角Θ3过大以及设计阶段中预先正确设定相位角Θ3范围的技术有关。
[0090] 图8作为这些课题的解决手段,将力矩缓冲装置的弹簧特性设置为非线性,使其 随着相位角Θ 3的大小,增加弹簧常数。横轴为相位角Θ 3、纵轴为扭杆弹簧40的产生力矩 Ts或者弹簧常数K。曲线A为非线性弹簧,直线B为通常的线性弹簧。
[0091] 相对于Θ 3增加的Ts或者K的增加,线性弹簧B为一定的,非线性弹簧A随着Θ 3 的增加,增加率会变大。因此,与轴矩的增加相反,Θ 3的增加率会减小。该非线性扭杆弹 簧,相对于轴矩最大,要防止Θ 3过大的问题。
[0092] 从图9到图11所示的解决手段,是将Θ 3的上限值和下限值的两个部分,或者某 个部分通过限位板进行限制的手法,提前在设计阶段设定Θ 3的值。即,相位角Θ 3通过偏 心轴10和转子30的旋转角的差决定,如果关注这一点的话,偏心轴10和转子30之间,可 以通过追加旋转角限制手段来决定Θ 3的上限值和下限值。
[0093] 在图9中,圆管端36的内径中具备的圆管突起36a的旋转角为最大的话,与主轴 11的轴端具备的主轴突起lie进行接触。其后,偏心轴10和转子30按相同的角速度旋转, 所以相位角Θ 3的增加可以停止。
[0094] 该作用通过图10进行说明。转子30的停止中,如左图圆管突起36a与主轴突起 lie接触后停止。这时Θ3 = 0°。在转子30的逆时针方向的旋转中增加轴矩的话,Θ3会 增加,圆管突起36a与主轴突起lie另一方的侧面有接触,会停止(右图)。这时的圆管突 起36a的旋转角是Θ 3的最大值、由于其后的轴矩增加,Θ 3不会增加,转子30和偏心轴10 按相同的角速度进行旋转。
[0095] 偏心轴10的旋转角前进,轴矩减少的话,圆管突起36a离开主轴突起lie,Θ 3变 小,轴矩最小的话,Θ 3为零,回到左图的位置。即,转子30的1转中,Θ 3为0度4180度 =M)度、Θ 3的上限值和下限值分别为180度和0度。
[0096] 该设计中,Θ 3的下限值设定为0°、但圆管突起36a和主轴突起lie之间有间隙, 比如Θ 3 =- 30°的话,转子30的旋转中或者转子30停止后,Θ 3 =- 30°、需要扭杆弹 簧40进行大的反方向的扭动。但是,转子30的力矩通常比轴矩大,所以不会有反向的扭动, 即使是刚停的时候,也不会是Θ 3=- 30°因此,2个突起不会接触。
[0097] 另一方面、Θ 3的上限值设定为180°、但通常轴矩、或者预测的轴矩的最大值中 的Θ3的最大值如果是150°的话,直到2个突起接触,还有30°的余量。象这样在设计阶 段中,对Θ 3的下限值和上限值留些余量,使2个突起不接触的话,在实用条件中就可以防 止2个突起的接触。而且,与上述的非线性弹簧并用的话也不错。
[0098] 通过上述设计手法,相位角Θ 3过大造成的电机停机或者对扭杆弹簧的过大负荷 可以降低,提高可靠性。另外,可以防止突起的冲击引起的打击音和损伤。
[0099] 图11表示替代上述圆管突起36a,利用R力矩棒43的方法。左图为右图的Y - Y 截面。根据该方法,相位角Θ 3的上限值可以限制在180度以下,可以省略圆管突起36a。
[0100] 实施例3
[0101] 实施例1为压缩机构5和转子30 -体化的壳体内径中固定的制造方法。相对于 这种方式,将压缩机构5和定子4固定在壳体2的内径之后,将转子30插入主轴11进行组 装的方法也有普及。本实施例是对应后一种方法的。
[0102] 在图12和图13中,R动作端45和圆管端36的中心中,具备对它们外侧开口的棒 槽45c (图13)和圆管槽36c。在主轴11中插入转子30后,使上述2个槽的开槽方向一致, 将R力矩棒43插入这些槽中。其后,在R动作端45的
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