渦旋式壓縮的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)具備：固定渦盤(112)；回旋渦盤(109)；在端部具有偏心部(108)的曲柄軸(103)；沿著軸向在該曲柄軸內(nèi)貫通且在所述偏心部的端面具有開口部的供油孔(115)；設(shè)于回旋渦盤且與所述偏心部卡合而滑動的回旋滑動軸承(110)；設(shè)于所述偏心部的外周的供油通路(116)，利用從所述供油孔供給的潤滑油對偏心部與回旋滑動軸承之間進(jìn)行潤滑。在所述偏心部的外周上獨(dú)立于所述供油通路而設(shè)有軸向的損失降低槽(117)，在該損失降低槽中的所述偏心部的端面?zhèn)群突藗?cè)中的至少一方具備密封部(118a、118b)。由此，能夠降低因存在于曲柄軸的偏心部的外周面和回旋滑動軸承的內(nèi)周面之間的潤滑油產(chǎn)生的油膜的剪切阻力，從而能夠降低流體潤滑時(shí)的軸承損失。
【專利說明】渦旋式壓縮機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在制冷空調(diào)裝置中使用的渦旋式壓縮機(jī)，尤其涉及一種將與曲柄軸的偏心部卡合而滑動的回旋滑動軸承裝備于回旋渦盤的渦旋式壓縮機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]渦旋式壓縮機(jī)是通過使具有螺旋狀的齒型形狀的兩個(gè)渦盤構(gòu)件相對地回旋運(yùn)動來進(jìn)行制冷劑等氣體的壓縮的壓縮機(jī)。通常而言，構(gòu)成為相對于由螺釘或焊接等約束的固定渦盤而言，使另一方的可動的回旋渦盤進(jìn)行回旋運(yùn)動。大多采用如下所述的機(jī)構(gòu):在回旋渦盤設(shè)有與曲柄軸的偏心部卡合而滑動的回旋滑動軸承，曲柄軸的偏心部和所述回旋滑動軸承一邊借助潤滑油而滑動，一邊將曲柄軸的振擺回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動向回旋渦盤傳遞而進(jìn)行回旋運(yùn)動。
[0003]近年來，為了實(shí)現(xiàn)渦旋式壓縮機(jī)的能量消耗量的降低、及電動機(jī)的負(fù)載降低，因軸和軸承之間的滑動產(chǎn)生的軸承損失的降低成為課題。
[0004]作為要實(shí)現(xiàn)該軸承損失的降低的現(xiàn)有技術(shù)，在日本特開2003-239876號公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中有所記載。在該文獻(xiàn)中記載有如下內(nèi)容:“在形成于回旋渦盤的下部的輪轂的插入槽中保持有自轉(zhuǎn)和空轉(zhuǎn)自如的浮動環(huán)構(gòu)件，向浮動環(huán)構(gòu)件的中心插入有固定于旋轉(zhuǎn)軸的偏心部的滑動襯套而構(gòu)成渦旋式壓縮機(jī)的摩擦損失降低裝置”。
[0005]通常而言，在兩個(gè)面借助潤滑油而滑移滑動的軸承等的滑動部中，已知伴隨著滑動速度的增加、摩擦損失增加。在所述專利文獻(xiàn)I記載的結(jié)構(gòu)中，形成為在由潤滑油充滿的旋轉(zhuǎn)軸的偏心部和輪轂(回旋輪轂部)之間的空間中插入有能夠自轉(zhuǎn)的滑動襯套的結(jié)構(gòu)。由此，能夠使在旋轉(zhuǎn)軸和輪轂之間產(chǎn)生的滑動分散為在旋轉(zhuǎn)軸外周和滑動襯套內(nèi)周之間的滑動和在滑動襯套外周和輪轂內(nèi)周之間的滑動，使各滑動部位中的相對滑動速度降低，尤其使高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的軸承的摩擦損失降低。
[0006]作為其他的現(xiàn)有技術(shù)，已有日本特開平11-159484號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)記載的技術(shù)。在該專利文獻(xiàn)2中記載有如下內(nèi)容:“在相對于曲柄軸而從偏心銷部的偏心方向向曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向偏離30°以上且120°以下的范圍內(nèi)的偏心銷部的外周面上形成有D切口”。另外，關(guān)于所述D切口記載有如下內(nèi)容:“在偏心軸部和軸承部之間的間隙比較大的領(lǐng)域中設(shè)有供油用缺口”。
[0007]通過在偏心軸部和軸承部之間的間隙的比較大的領(lǐng)域中設(shè)有所述供油用缺口(D切口)，從而在起動時(shí)、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)及過渡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)均促進(jìn)穩(wěn)定的供油，由此可實(shí)現(xiàn)油膜破裂的防止和流體潤滑的確保。其結(jié)果是，能夠防止曲柄軸外周和軸承內(nèi)周的直接接觸，從而防止摩擦損失的增加。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-239876號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特開平11-159484號公報(bào)發(fā)明概要
[0012]發(fā)明所要解決的課題
[0013]但是，在上述專利文獻(xiàn)I的結(jié)構(gòu)中，部件個(gè)數(shù)增加，故結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，滑動部位也增加，從而產(chǎn)生了要求軸承間隙尺寸較高的管理精度等新課題。另外，在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于滑動速度的減少而難以形成油膜，從而還存在容易在與滑動襯套之間發(fā)生直接接觸的課題。
[0014]另外，在上述專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)中，在促進(jìn)從外部向軸承間隙的潤滑油的流入而防止油膜破裂并防止軸和軸承的直接接觸這一方面有效，但由于在偏心軸部和軸承部的間隙較大的地方設(shè)有缺口，故無法期待流體潤滑油膜的剪切阻力的降低、或降低效果較小。因而，一旦形成有流體潤滑油膜而形成了沒有直接接觸部分的狀態(tài)時(shí)，在此以上的損失降低無法實(shí)現(xiàn)、或受到限定。
[0015]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的在于，通過降低因存在于所述曲柄軸的偏心部的外周面和所述回旋滑動軸承的內(nèi)周面之間的潤滑油而產(chǎn)生的油膜的剪切阻力，由此來降低流體潤滑時(shí)的軸承損失。
[0017]解決方案
[0018]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種渦旋式壓縮機(jī)，其具備:固定渦盤；回旋渦盤，其與該固定渦盤嚙合；曲柄軸，其在端部具有偏心部而用于使該回旋渦盤進(jìn)行回旋運(yùn)動；供油孔，其沿著軸向在該曲柄軸內(nèi)貫通，且在所述偏心部的端面具有開口部；回旋滑動軸承，其設(shè)于所述回旋渦盤，且與所述曲柄軸的偏心部卡合而滑動；供油通路，其以將該偏心部的上端側(cè)和下端側(cè)連通的方式設(shè)于所述曲柄軸的偏心部的外周，利用從所述供油孔供給的潤滑油對所述偏心部與所述回旋滑動軸承之間進(jìn)行潤滑，其特征在于，所述渦旋式壓縮機(jī)還具備:軸向的損失降低槽，其獨(dú)立于所述供油通路而設(shè)于所述曲柄軸的偏心部的外周；密封部，其設(shè)于該損失降低槽中的所述偏心部的端面?zhèn)群突藗?cè)中的至少一方。
[0019]發(fā)明效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，具有如下所述的效果:能夠降低因存在于曲柄軸的偏心部的外周面和回旋滑動軸承的內(nèi)周而之間的潤滑油而產(chǎn)生的油膜的剪切阻力，從而能夠降低流體潤滑時(shí)的軸承損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是表示本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)的實(shí)施例1的縱向剖視圖。
[0022]圖2是圖1所示的偏心部附近的放大立體圖。
[0023]圖3是圖1所示的偏心部附近的放大剖視圖。
[0024]圖4是圖3的A-A剖視圖。
[0025]圖5是圖3的B-B剖視圖。
[0026]圖6是圖3的C-C剖視圖。
[0027]圖7是說明圖3的B-B剖面中的軸旋轉(zhuǎn)方向、角度位置、軸承載重方向的圖。
[0028]圖8是說明本發(fā)明中的損失降低槽的開始位置的圖，(a)是說明損失降低槽的開始位置和相對軸承損失之間的關(guān)系的線圖，(b)是說明損失降低槽的開始位置和相對最小油膜厚度之間的關(guān)系的線圖。
[0029]圖9是說明本發(fā)明中的損失降低槽的深度和相對軸承損失之間的關(guān)系的線圖。
[0030]圖10是說明本發(fā)明中的損失降低槽的周向角度寬度和相對軸承損失之間的關(guān)系的線圖。
[0031]圖11是說明本發(fā)明中的軸的旋轉(zhuǎn)速度和相對軸承損失之間的關(guān)系的線圖。
[0032]圖12是表示設(shè)于曲柄軸的外周的損失降低槽的其他例的偏心部附近的放大立體圖。
[0033]圖13是表示設(shè)于曲柄軸的外周的損失降低槽的另一其他例的偏心部附近的放大立體圖。
[0034]圖14是表示設(shè)于曲柄軸的外周的損失降低槽的另一其他例的偏心部附近的放大立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下，采用【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)的具體的實(shí)施例。在各附圖中，標(biāo)以相同符號的部分表不相同或相應(yīng)的部分。
[0036]實(shí)施例1
[0037]圖1是表示本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)的實(shí)施例1的縱向剖視圖。
[0038]圖1所示的渦旋式壓縮機(jī)I為在空氣調(diào)節(jié)器等空調(diào)裝置、制冷裝置等的制冷空調(diào)用中使用的密閉形的渦旋式壓縮機(jī)。在密閉容器2內(nèi)的上部設(shè)有固定渦盤112和與該固定渦盤112嚙合而回旋運(yùn)動的回旋渦盤109。另外，在密閉容器2內(nèi)設(shè)有電動機(jī)102，在該電動機(jī)102連接有曲柄軸103，該曲柄軸103由設(shè)于在密閉容器2內(nèi)固定設(shè)置的框架104的主軸承105、及設(shè)于下框架106的副軸承107而被支承成旋轉(zhuǎn)自如。
[0039]在曲柄軸103的上部設(shè)有偏心部108，該偏心部108與設(shè)于所述回旋渦盤109的端板下表面的回旋滑動軸承110卡合而滑動，偏心部108的振擺回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(偏心運(yùn)動)向回旋渦盤109傳遞。該回旋渦盤109被歐氏環(huán)111限制自轉(zhuǎn)，而相對于固定渦盤112進(jìn)行回旋運(yùn)動。由此，從吸入口 113吸入低壓的制冷劑氣體，并對其壓縮之后，經(jīng)由排出口 114向外部排出。
[0040]需要說明的是，在曲柄軸103的內(nèi)部設(shè)有從其下端貫通至所述偏心部108的端面(上端面)側(cè)的供油孔115，且以如下方式構(gòu)成:儲存在密閉容器下部中的潤滑油3借助壓力差或另行安裝在曲柄軸下端部的泵，通過供油孔115而壓上并向各軸承部(主軸承105、副軸承107、回旋滑動軸承110)等的滑動部供給。在本實(shí)施例中，密閉容器2內(nèi)成為排出壓力，另外，所述回旋渦盤109的端板背面的中間室(背壓室)119成為排出壓力和吸入壓力的中間的壓力。因此，成為儲存在密閉容器下部中的潤滑油在排出壓力與所述中間壓力的壓力差的作用下經(jīng)由所述供油孔115而向所述各軸承部等供油的結(jié)構(gòu)。
[0041]圖2是圖1所示的偏心部108附近的放大立體圖。在偏心部108的上端面開口有所述供油孔115。在偏心部108設(shè)有將從其上端(端面)108a側(cè)到下端(基端)108b側(cè)連通的軸向的供油通路116。另外，獨(dú)立于所述供油通路116地沿著軸向形成有對偏心部108的外周面下挖而成的損失降低槽117。在該損失降低槽117的上端108a側(cè)和下端108b側(cè)分別設(shè)有未對所述偏心部108的外周面下挖的密封部118a、118b。[0042]圖3是圖1所示的偏心部108附近的放大剖視圖。在回旋渦盤109的回旋輪轂部109a內(nèi)設(shè)有回旋滑動軸承110，向該回旋滑動軸承110內(nèi)捅入有曲柄軸103的偏心部108并使該曲柄軸103的偏心部108與該回旋滑動軸承110卡合，該偏心部108和所述回旋滑動軸承110進(jìn)行滑移滑動。在所述偏心部108的上端(端面)108a和回旋渦盤109之間所圍成的空間與所述供油孔115連通，由于是供油路徑的上游，因此此處所供給的潤滑油的壓力大致成為排出壓力。
[0043]與其相對地，偏心部108的下端(基端)108b側(cè)的壓力與壓力比所述上端108側(cè)低的所述中間室119連通，從供油孔115供給的潤滑油在將由回旋渦盤109、偏心部108及回旋滑動軸承110所圍成的空間(回旋輪轂部內(nèi)空間)4充滿之后，通過所述供油通路116等而向下方的中間室119排出。
[0044]所述供油通路116由將所述偏心部108的外周向內(nèi)側(cè)下挖而成的下挖槽或缺口形成，該供油通路116使偏心部108與回旋滑動軸承110的間隙擴(kuò)大，并且沿著軸向橫跨回旋滑動軸承110而通向偏心部108的上端108a側(cè)和下端108b側(cè)這兩方。因而，回旋輪轂部內(nèi)空間4的潤滑油通過供油通路116而向中間室119流動的流路阻力變得比在偏心部108外周面的除所述供油通路116以外的部分中流動的潤滑油的流路阻力小。
[0045]另一方面，所述損失降低槽117也由將偏心部108的外周向內(nèi)側(cè)下挖而成的下挖槽或缺口形成，但在該損失降低槽117的上端108a側(cè)和下端108b側(cè)形成有直徑與偏心部108的外周面相同的密封部118，損失降低槽117的軸向長度比所述回旋滑動軸承110短。因而，所述損失降低槽117成為不沿著軸向橫跨所述回旋滑動軸承110、而不同時(shí)向偏心部108的上端108a側(cè)和下端108b側(cè)開口的結(jié)構(gòu)。
[0046]進(jìn)而，在所述密封部118a、118b的部分中，偏心部108的外周與回旋滑動軸承110的內(nèi)周的間隙和偏心部108的外周中的除所述供油通路116以外的部分同等。即，通過所述損失降低槽117而從偏心部108的上端108a朝向下端108b的流路阻力與在偏心部108外周面的除供油通路116以外的部分中流動的流路阻力大概同等。因此，從供油孔115向回旋輪轂部內(nèi)空間4供給的潤滑油優(yōu)先通過供油通路116的部分，從而容易向中間室119側(cè)流動。另外，在回旋滑動軸承110的部分整體中，潤滑油沿著軸向流動的流路阻力和未設(shè)有所述損失降低槽117的情況大概同等，即便設(shè)有損失降低槽117也可防止供油量的增大。
[0047]圖4是圖3的A-A剖視圖，圖5是圖3的B-B剖視圖，圖6是圖3的C-C剖視圖。偏心部108的外周面的直徑比回旋滑動軸承110的內(nèi)周面的直徑小，故在它們之間存在有間隙，且該間隙被潤滑油充滿。
[0048]如圖4所示，供油通路116在偏心部108的上端108a的部分處開口，該供油通路116的部分與回旋滑動軸承110之間的間隙遠(yuǎn)比未設(shè)有供油通路116的部分的偏心部108與回旋滑動軸承110之間的間隙寬。
[0049]另外，在所述偏心部108的軸向中間的部位處，如圖5所示，偏心部108的供油通路116與回旋滑動軸承110之間的間隙、及偏心部108的損失降低槽117與回旋滑動軸承110之間的間隙遠(yuǎn)比偏心部108的其他的部分與回旋滑動軸承110之間的間隙寬。
[0050]進(jìn)而，在所述偏心部108的軸向的下端(基端)附近，如圖6所示，所述損失降低槽117不存在，偏心部108的供油通路116的部分與回旋滑動軸承110之間的間隙遠(yuǎn)比未設(shè)有供油通路116的部分的偏心部108與回旋滑動軸承110之間的間隙寬。[0051]圖7是說明圖3的B-B剖面中的軸旋轉(zhuǎn)方向、角度位置、軸承載重方向的圖?；匦瑒虞S承110壓靠于供油通路116、損失降低槽117、曲柄軸103的旋轉(zhuǎn)方向120及偏心部108的軸承載重方向121的位置如圖7所示。更詳細(xì)地說明。首先，使用以偏心部108的中心為基準(zhǔn)，將偏心部108的偏心方向的相反側(cè)設(shè)為0°的坐標(biāo)系，說明各種部位的角度位置。
[0052]曲柄軸103如軸旋轉(zhuǎn)方向120所示，當(dāng)沿著附圖的順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，回旋渦盤109在軸承載重方向121上產(chǎn)生軸承載作為壓縮氣體的反作用力和回旋渦盤沿著偏心方向振擺回轉(zhuǎn)的離心力的合力。此時(shí)，偏心部108與回旋滑動軸承110之間的間隙在周向上不均勻而產(chǎn)生偏差，且在從所述軸承載重方向121向旋轉(zhuǎn)方向的相反方向偏移的最小間隙部122中成為最小。
[0053]對在軸的外周設(shè)有所述損失降低槽117且使該軸相對于圓筒狀的滑動軸承經(jīng)由潤滑油進(jìn)行了滑動時(shí)的由油膜剪切引起的軸承損失進(jìn)行評價(jià)，對基于所述損失降低槽的軸承損失的降低效果進(jìn)行了驗(yàn)證。該驗(yàn)證結(jié)果示于圖8?圖11。另外，根據(jù)該結(jié)果，對能夠有效地降低軸承損失的所述損失降低槽117的位置、深度、寬度進(jìn)行了探討。需要說明的是，在該驗(yàn)證時(shí)，在空氣調(diào)節(jié)器用的渦旋式壓縮機(jī)中，將所述偏心部的軸徑假定為14?18_來進(jìn)行驗(yàn)證。
[0054]以下，采用圖8?圖11進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0055]圖8是說明本發(fā)明中的損失降低槽117的開始位置的圖，(a)是說明損失降低槽117的開始位置和相對軸承損失之間的關(guān)系的線圖，(b)是說明損失降低槽的開始位置和相對最小油膜厚度之間的關(guān)系的線圖。
[0056]所述(a)圖示出了將損失降低槽117形成為對軸的外周下挖而成的下挖槽，且相對于圓筒狀的滑動軸承而經(jīng)由潤滑油進(jìn)行了滑動時(shí)的由油膜剪切引起的軸承損失，對形成于軸的外周的所述損失降低槽117的周向開始位置進(jìn)行各種改變而進(jìn)行了評價(jià)。橫軸表示損失降低槽117的周向開始位置，縱軸表示將使用了沒有損失降低槽117的軸時(shí)的軸承損失設(shè)為100%且與此相對的相對軸承損失。另外，所述損失降低槽117設(shè)為深度為0.1mm且沿著周向橫跨30度的角度范圍(角度寬度)的下挖槽。
[0057]該驗(yàn)證的結(jié)果是，如(a)圖所示，相對軸承損失在損失降低槽的開始角度為140度?210度的范圍內(nèi)尤其顯示減少的趨勢。因而，損失降低槽117的開始位置優(yōu)選設(shè)置在140°?210°的范圍內(nèi)，通過設(shè)為該范圍內(nèi)，能夠使軸承損失至少降低2%以上。另外，當(dāng)將所述開始位置設(shè)為145°?180°的范圍內(nèi)時(shí)，降低效果變得最大。需要說明的是，如果設(shè)置成在所述140°?210°的范圍內(nèi)存在有所述損失降低槽117的至少一部分的話，能夠使軸承損失降低效果比現(xiàn)有技術(shù)降低。
[0058]所述(b)圖是表示損失降低槽的開始位置和相對最小油膜厚度之間的關(guān)系的圖，橫軸表示損失降低槽117的周向開始位置，縱軸表示將使用了沒有損失降低槽117的軸時(shí)的最小油膜厚度設(shè)為100%且相對于此的相對最小油膜厚度。如該圖所示，若損失降低槽117的開始位置為140度以下，則損失降低槽117的開始位置成為作為最小油膜厚度的角度附近，因此，當(dāng)在比140度小的角度范圍內(nèi)設(shè)置軸承降低槽117時(shí)，軸承動作變得不穩(wěn)定，因軸與軸承的接觸引起的磨損容易進(jìn)展，故優(yōu)選至少在140度以上的角度范圍內(nèi)確定所述損失降低槽117的開始位置。需要說明的是，損失降低槽117的一部分即便涉及210度以上的部分，最小油膜厚度也充分地大，因此，如果損失降低槽117的開始位置位于140°?210°的范圍內(nèi)，其結(jié)束位置成為210度以上的位置亦可。
[0059]圖9是說明本發(fā)明中的損失降低槽117的深度和相對軸承損失之間的關(guān)系的線圖。示出了所述損失降低槽117形成為對軸的外周下挖而成的下挖槽且相對于圓筒狀的滑動軸承而經(jīng)由潤滑油進(jìn)行了滑動時(shí)的由油膜剪切引起的軸承損失，對形成于軸的外周的所述損失降低槽117的深度(離加工前的所述偏心部外周圓的徑向深度)進(jìn)行各種改變而進(jìn)行了評價(jià)。橫軸表示損失降低槽117的深度(下挖深度)，縱軸表示將使用了沒有損失降低槽117的軸時(shí)的軸承損失設(shè)為100%且與此相對的相對軸承損失。另外，損失降低槽117沿著周向形成在30度的角度范圍(角度寬度)內(nèi)，該損失降低槽的開始角度設(shè)為150度。
[0060]該驗(yàn)證的結(jié)果是，如圖9所示，通過將損失降低槽的下挖深度設(shè)為0.002mm以上，能夠使軸承損失至少降低2%以上。另外，如果將所述損失降低槽的深度設(shè)為0.0lmm以上，則至少存在5%以上的軸承損失降低效果，如果將所述損失降低槽的深度設(shè)為0.05mm以上，則軸承損失降低效果變得最大。需要說明的是，當(dāng)過于增大損失降低槽117的深度時(shí)，會引發(fā)軸的剛性降低，故優(yōu)選損失降低槽117的深度即便最大也設(shè)為軸徑(曲柄軸的偏心部的軸徑)的20%以下。因而，通常而言，優(yōu)選將所述損失降低槽的深度設(shè)為0.05?0.5mm左右。
[0061]圖10是說明本發(fā)明中的損失降低槽的周向角度寬度和相對軸承損失之間的關(guān)系的線圖。示出了所述損失降低槽117形成為對軸的外周下挖而成的下挖槽且相對于圓筒狀的滑動軸承而經(jīng)由潤滑油進(jìn)行了滑動時(shí)的由油膜剪切引起的軸承損失，對形成在軸的外周的所述損失降低槽117的周向角度寬度進(jìn)行各種改變而進(jìn)行了評價(jià)。橫軸表示損失降低槽117的周向角度寬度，縱軸表示將使用了沒有損失降低槽117的軸時(shí)的軸承損失設(shè)為100%且與此相對的相對軸承損失。另外，損失降低槽117的深度設(shè)為0.1mm，該槽的開始角度設(shè)為150度。
[0062]該驗(yàn)證的結(jié)果是，如圖10所示，相對軸承損失通過將損失降低槽117的周向角度寬度設(shè)為10度以上、即在本例中從開始角度150度的位置沿著周向設(shè)為10度以上的角度寬度，由此能夠使軸承損失至少降低2%以上。另外，在使損失降低槽從開始角度150°到周向角度寬度60度逐漸擴(kuò)寬的情況下，顯示出如下趨勢:相對軸承損失與周向角度寬度的增加相應(yīng)而減少，且即便形成為比60度寬的角度寬度，相對軸承損失也幾乎不減少。因而，所述角度寬度在還考慮到軸承損失槽117的加工性等時(shí)，優(yōu)選設(shè)為20°?60°的范圍。
[0063]根據(jù)以上說明可驗(yàn)證到，在曲柄軸103的偏心部108的外周形成損失降低槽117時(shí)，在下挖槽或缺口的作用下，通過在圖7所示的坐標(biāo)系中的從角度140度到210度的范圍內(nèi)設(shè)置下挖深度成為0.002mm以上的部分，能夠降低軸承損失，尤其是如果將所述損失降低槽117的開始位置設(shè)為圖7所示的坐標(biāo)系中的角度150度附近的位置，將該槽的角度寬度設(shè)為20°?60°，并將該槽的深度設(shè)為0.0lmm以上的話，可獲得較大的軸承損失降低效果O
[0064]圖11是說明本發(fā)明中的軸的旋轉(zhuǎn)速度和相對軸承損失之間的關(guān)系的線圖。S卩，示出了采用在外周設(shè)有損失降低槽117的軸和沒有損失降低槽的軸且相對于圓筒狀的軸承而經(jīng)由潤滑油進(jìn)行了滑動時(shí)的由油膜剪切引起的軸承損失，對軸的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行各種改變而進(jìn)行了評價(jià)。圖11的橫軸表示旋轉(zhuǎn)速度，縱軸表示將使用沒有損失降低槽的軸而以轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分鐘旋轉(zhuǎn)時(shí)的軸承損失為100%且與此相對的相對軸承損失。另外，所述損失降低槽117的深度設(shè)為0.1mm的下挖槽，使該損失降低槽117沿著周向形成在30度的角度范圍(角度寬度)內(nèi)，且該損失降低槽的開始角度設(shè)為150度。
[0065]該驗(yàn)證的結(jié)果是，如圖11所示，能夠確認(rèn)到，通過設(shè)置損失降低槽117，在各轉(zhuǎn)速中軸承損失降低。另外可知，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度增加時(shí)軸承損失會增加，但設(shè)有損失降低槽的本發(fā)明相對于未設(shè)有損失降低槽的現(xiàn)有技術(shù)而言，旋轉(zhuǎn)速度越增加，軸承損失降低效果也越相對增加。
[0066]圖12?圖14分別是表示設(shè)于曲柄軸的外周的所述損失降低槽117的其他例的偏心部附近的放大立體圖。
[0067]對于所述損失降低槽117而言，由圖9可明確，期望形成為從加工前的軸外周面下挖了深度0.05mm以上而成的下挖槽，但如圖12所示，也可以形成為缺口形狀，能夠獲得與形成為下挖槽時(shí)大致相同的軸承損失降低效果。
[0068]在形成為這樣的缺口形狀的情況下，從軸的加工前的外周面向軸中心方向的深度根據(jù)周向的角度位置而從Omm連續(xù)性地增減，故為了確保軸承損失降低效果尤為變大的0.05mm以上的深度，需要更寬的周向角度寬度。但是，形成為圖12所示那樣的缺口形狀的情況與形成為圖2所示的下挖槽的情況相比，存在能夠降低加工成本的效果。
[0069]另外，在圖12的例子中，在所述損失降低槽117中的所述偏心部的端面108a側(cè)設(shè)有密封部118a，而在基端108b側(cè)設(shè)有密封部118b，但該密封部118也可以設(shè)于所述密封部118a與118b中的至少一方。在圖13所示的例子中，形成為將密封部118僅僅設(shè)置在損失降低槽117的基端108b側(cè)(中間室側(cè))的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，從在偏心部108的上端開口的供油孔115流出的潤滑油變得容易流入損失降低槽117，供油量稍稍增加。不過，在設(shè)為圖13的例子的情況下，即便損失降低槽117的周向?qū)挾认嗤?，也能夠使損失降低槽117的面積增加，故存在能夠使軸承損失降低效果進(jìn)一步地提高的優(yōu)點(diǎn)。另外，如果與中間室側(cè)(基端側(cè))鄰接地設(shè)置密封部118的話，則能夠防止極端的供油量的增加。
[0070]另外，關(guān)于損失降低槽117而言，如圖14所示，在所述偏心部108的周向上形成有多個(gè)。即，在將從所述偏心部108的偏心方向的相反方向沿著曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向偏離140度的位置作為所述損失降低槽117的開始位置而將該槽的結(jié)束位置設(shè)為210度的情況下，損失降低槽117的周向角度寬度成為70度。在設(shè)為如此較寬的角度寬度的槽的情況下，在其中途如圖14所示以例如沿著周向20度左右的寬度取得在偏心軸的外周面未設(shè)有缺口的部分，并將所述損失降低槽117在所述角度位置處分割設(shè)置為成為140°?165°的范圍的損失降低槽117a和185°?210°的范圍的損失降低槽117b，且在損失降低槽117的中間部的165°?185°的范圍內(nèi)殘留未設(shè)有所述缺口的部分。
[0071]損失降低槽117的部分中難以形成支承軸承載重的油膜壓力，但如圖14所示，將損失降低槽沿著周向分開設(shè)置為多個(gè)，且在其之間在一定周向角度范圍內(nèi)不形成下挖槽或缺口而殘留有偏心軸外周面，由此在該殘留有偏心軸外周面的部分中能夠確保產(chǎn)生一定程度的油膜壓力的能力。由此，萬一發(fā)生地震或較大的振動等，而即便在所述損失降低槽的部分中負(fù)載有未預(yù)期的動載重的情況下，也能夠防止偏心軸108和回旋滑動軸承110的碰撞，從而能夠防止粘結(jié)或燒剝等的產(chǎn)生。
[0072]需要說明的是，在該圖14所示的例子中，優(yōu)選的是，將多個(gè)所述損失降低槽117a、117b這兩方的周向開始位置均設(shè)置在繞所述偏心部的中心而從所述偏心部的偏心方向的相反方向沿著所述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向偏離140°?210°的位置處，但通過將所述多個(gè)損失降低槽中的至少一個(gè)周向開始位置設(shè)置在所述140°?210°的位置處，也可獲得所述軸承損失降低效果。
[0073]根據(jù)以上所述的本實(shí)施例，在曲柄軸的偏心部的外周面和回旋滑動軸承的內(nèi)周面借助潤滑油而滑動的結(jié)構(gòu)中，能夠降低因存在于所述偏心部外周面和所述滑動軸承內(nèi)周面之間的潤滑油而產(chǎn)生的油膜的剪切阻力，故能夠降低流體潤滑時(shí)的軸承損失。對該效果進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
[0074]通常而言，可知較薄的流體潤滑油膜的剪切應(yīng)力τ具有伴隨著潤滑油的軸旋轉(zhuǎn)方向流速U的關(guān)于油膜厚度h方向的變化梯度dU/dh和潤滑油粘度η而增加的關(guān)系。根據(jù)本實(shí)施例，幾乎沒有通過油膜壓力來進(jìn)行載重支承的作用，且通過在偏心軸外周設(shè)置由所述下挖槽或缺口形成的損失降低槽而能夠擴(kuò)大偏心軸外周和回旋滑動軸承內(nèi)周的間隙比較小的部分的間隙。其結(jié)果是，能夠增加基于充滿所述損失降低槽的部分的潤滑油的油膜厚度h，使所述變化梯度dU/dh減少，從而能夠減少油膜的剪切應(yīng)力。因而，作為所述剪切應(yīng)力的積分值的油膜的剪切阻力得以降低，故能夠降低軸承損失。
[0075]另外，在所述損失降低槽中的所述偏心部的端面(上端)側(cè)和基端(下端)側(cè)的至少一方設(shè)有成為沿著曲柄軸的軸向的流路阻力的密封部，因此，所述的損失降低槽沿著軸向橫跨所述回旋滑動軸承地未與所述偏心部的端面?zhèn)群突藗?cè)同時(shí)連通。另一方面，所述供油通路成為沿著軸向橫跨所述回旋滑動軸承地與所述偏心部的端面?zhèn)群突藗?cè)連通的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果是，軸向的流路阻力在所述供油通路中成為最小，從供油孔供給的潤滑油優(yōu)選向所述供油通路流動。因而，所述偏心部中的潤滑油的供油狀態(tài)被維持為與未設(shè)有所述損失降低槽的現(xiàn)有技術(shù)大概同樣，即便如本實(shí)施例那樣設(shè)有損失降低槽，也能夠防止供油量增大等供油狀態(tài)惡化的情況。
[0076]在本實(shí)施例中，形成為所述損失降低槽的開始位置設(shè)置在繞所述偏心軸的中心而從所述偏心部的偏心方向的相反方向沿著所述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向偏離140°?210°的角度范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)。該理由如前述那樣，當(dāng)將所述損失降低槽的開始位置設(shè)為140度以下時(shí)，會妨礙支承載重的油膜壓力的產(chǎn)生，沒有降低軸承損失的效果，除此之外，存在因使油膜壓力降低而導(dǎo)致引發(fā)油膜破裂的可能性，故設(shè)為140度以上。另外，即便將所述損失降低槽的開始位置設(shè)為210度以上，其領(lǐng)域?yàn)樵跍u旋式壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中軸與軸承的間隙處于原本比較大的狀態(tài)下的部分，因此，難以獲得使所述變化梯度dU/dh降低并使油膜剪切應(yīng)力降低而使軸承損失降低的效果，因而設(shè)為210度以下。
[0077]另外，在本實(shí)施例中，所述損失降低槽中距其加工前的所述偏心部外周圓成為0.002mm以上(優(yōu)選0.01?0.05mm以上)的徑向深度的部分形成為存在于從所述偏心部的偏心方向的相反方向沿著所述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向偏離140°?210° (優(yōu)選145°?180° )的范圍內(nèi)，因此，能夠獲得因尺寸誤差等引起的偏差少且穩(wěn)定的軸承損失降低效果。
[0078]附圖標(biāo)記說明如下:
[0079]1:渦旋式壓縮機(jī)，2:密閉容器，3:潤滑油，4:回旋輪轂部內(nèi)空間，
[0080]102:電動機(jī)，103:曲柄軸，104:框架，105:主軸承,[0081]106:下框架，107:副軸承，
[0082]108:偏心部，108a:端面(上端)，108b:基端(下端)，
[0083]109:回旋渦盤，110:回旋滑動軸承，
[0084]111:歐氏環(huán)，
[0085]112:固定渦盤，
[0086]113:吸入口，
[0087]114:排出口，
[0088]115:供油孔，
[0089]116:供油通路，
[0090]117、117a、117b:損失降低槽，
[0091]118、118a、118b:密封部，
[0092]119:中間室(背壓室)，
[0093]120:軸旋轉(zhuǎn)方向，121:軸承載重方向，
[0094]122最小間隙部。
【權(quán)利要求】
1.一種渦旋式壓縮機(jī)，其具備: 固定潤盤； 回旋渦盤，其與所述固定渦盤嚙合； 曲柄軸，其在端部具有偏心部而用于使所述回旋渦盤進(jìn)行回旋運(yùn)動； 供油孔，其沿著軸向在所述曲柄軸內(nèi)貫通，且在所述偏心部的端面具有開口部； 回旋滑動軸承，其設(shè)于所述回旋渦盤，且與所述曲柄軸的偏心部卡合而滑動； 供油通路，其以將所述偏心部的端面?zhèn)群突藗?cè)連通的方式設(shè)于所述曲柄軸的偏心部的外周， 利用從所述供油孔供給來的潤滑油對所述偏心部與所述回旋滑動軸承之間進(jìn)行潤滑， 所述渦旋式壓縮機(jī)的特征在于，還具備: 軸向的損失降低槽，其獨(dú)立于所述供油通路而設(shè)于所述曲柄軸的偏心部的外周； 密封部，其設(shè)于所述損失降低槽中的所述偏心部的端面?zhèn)群突藗?cè)中的至少一方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于， 所述損失降低槽的開始位置設(shè)置在繞所述偏心部的中心而從所述偏心部的偏心方向的相反方向沿著所述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向偏離140°?210°的位置處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于， 所述損失降低槽的開始位置設(shè)置在繞所述偏心部的中心而從所述偏心部的偏心方向的相反方向沿著所述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向偏離145°?180°的位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于， 所述供油通路及所述損失降低槽分別是在所述偏心部的外周由下挖槽或缺口形成的，且所述損失降低槽形成為存在有距其加工前的所述偏心部外周圓有0.002mm以上的徑向深度的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于， 所述損失降低槽的深度為0.0lmm以上且為所述偏心部的軸徑的20%以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于， 所述損失降低槽的深度為0.05?0.5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于， 所述損失降低槽在所述偏心部的周向上形成有多個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于， 多個(gè)所述損失降低槽中的至少一個(gè)設(shè)置在繞所述偏心部的中心而從所述偏心部的偏心方向的相反方向沿著所述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方向的相反方向偏離140°?210°的位置處。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于， 所述密封部至少設(shè)置在所述損失降低槽中的所述偏心部的基端側(cè)。
【文檔編號】F04C18/02GK103502645SQ201180070247
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月22日
【發(fā)明者】小山田具永, 柳瀨裕一, 小山昌喜, 佐藤英治, 大野耕作 申請人:株式會社日立制作所