涡旋式压缩机 【技术领域】
本发明涉及一种用于例如压缩空调机的制冷剂等的涡旋式压缩机，更详细地说，是关于能够使压缩效率更高、成本更低的旋转驱动轴的改进。
背景技术
首先，参照图4对将制冷剂压缩部配置在电动机的上侧的封闭的纵型涡旋式压缩机1A的一般结构加以说明。这种涡旋式压缩机1A通过主框架3将封闭壳体2的内部区分成具有制冷剂压缩部4的压缩室CC，和具有电动机5的电动机室MC。
由电动机5产生的旋转驱动力经由旋转驱动轴6传递到制冷剂压缩部4，使安装在旋转驱动轴6的前端上的旋转涡管42相对于固定涡管41旋转运动，压缩制冷剂。
通常，旋转驱动轴6具备同轴地配置在电动机室MC内的主轴61，一体地安装在该主轴61的一端(图4中为上端)上的曲柄轴62，以及一体地安装在主轴61的另一端上的副轴66。
曲柄轴62为了驱动制冷剂压缩部4地旋转涡管42旋转而相对于主轴61偏心规定量地配置。副轴66与主轴61同轴地安装。
另外，主轴61支承在主框架3的主轴承31上，其另一端(图4中的下端)的副轴66支承在副框架7的副轴承71上。
在涡旋式压缩机中，曲柄轴62分成以下的两种形式。首先，第1形式(以下作为形式1)如图4所示，曲柄轴直径Dc小于主轴直径Dm，从轴向观察是曲柄轴62配置在主轴64的外径内。即，在形式1中，曲柄轴62的偏心量e为偏心量e≤(Dm-Dc)/2的关系。
根据该形式1，在组装压缩机时，旋转驱动轴6能够从压缩室CC侧或者电动机室MC侧中的任一侧插入主框架3的主轴承31。但是，该旋转驱动轴6不包括支承自重的部分。因此，通常是在将由固定涡管41和旋转涡管42构成的制冷剂压缩部4组装到主框架3上之后，将旋转驱动轴6从电动机室MC一侧插入旋转涡管42中。
第2形式如图5所示，使主轴直径Dm与曲柄轴直径Dc为大致相同的直径，使曲柄轴62从主轴61偏离偏心量e。即，在形式2中为偏心量e＞(Dm-Dc)/2的关系。该第2形式进一步分类成2个子分类。
首先，第1的子分类(以下作为形式2-1)例如专利第2572215号公报所示，由滚动轴承构成主框架的主轴承，在曲柄轴和主轴之间设置钩状的“避让部”，通过使该“避让部”在主轴承上向直径方向滑动，从电动机室MC一侧插入曲柄轴。因此，不必减小曲柄轴的轴径，即可按照上述的形式1从电动机室MC一侧插入曲柄轴。
第2的子分类(以下作为形式2-2)的涡旋式压缩机1B如图5所示，由于以主框架3支承旋转驱动轴6的自重，所以在主轴61和曲柄轴62之间设置与主轴61同轴、并且直径大的凸缘部63。在这种情况下，虽然旋转驱动轴6在将压缩部4组装到主框架3上之前要预先插入主框架3中，但即使在压缩部4组装之后、压缩机整体的组装中使压缩机上下移动，旋转驱动轴6也不会从主框架3上脱落。
但是，上述的各涡旋式压缩机1A、1B具有以下的问题。即，在形式1的情况下，为了向旋转涡管42赋予制冷剂的压缩所必须的旋转运动，要将曲柄轴直径Dc设计成比主轴直径Dm小约30％左右。因此，耐负荷强度因曲柄轴62直径的减小而必然减小，强度上的可靠性降低。
另外，当为了提高该可靠性而增大曲柄轴直径Dc时，要相对地将主轴直径Dc增大到耐负荷强度以上，因此，产生主轴的滑动摩擦损失增大的问题。
参照图4，在设克服压缩气体而施加在曲柄轴62的轴承部421上的负荷荷重为Fc，从曲柄轴62到主框架3的主轴承31的轴间距离为Lm，从曲柄轴62到副轴承71的轴间距离为Ls的情况下，施加在主轴承31上的负荷荷重Fm由下式表示。
Fm＝Fc×(Ls/(Ls-Lm))
因此可知，Lm越小，施加在主轴承31上的负荷荷重Fm越小。
但是，在形式2-1的情况下，主轴承31和曲柄轴承421的轴向距离(轴间距离)必然增加，作用在主轴承31上的负荷增大。因此，难以由滑动轴承支承主轴承31，必须要改变为滚动轴承。但是，滚动轴承的价格高于滑动轴承。
在形式2-2的情况下，虽然与形式2-1的情况相比能够缩短轴间距离Lm，但由于在主轴61和曲柄轴62之间设置了凸缘部63，所以无论如何主轴承31和曲柄轴承421的轴间距离也要增加凸缘部63厚度的量(轴长度的量)。因此，作用在主轴承31上的荷重依然很大，结果存在滑动摩擦损失增大的问题。
【发明内容】
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种滑动摩擦损失小，压缩效率高的涡旋式压缩机。
为了达到上述目的，本发明提供一种涡旋式压缩机，封闭壳体的内部由主框架分为压缩室和电动机室，具有将在上述电动机室内产生的旋转驱动力传递到上述压缩室的旋转驱动轴，其特征是，上述旋转驱动轴具有同轴地配置在上述电动机室内的主轴，以及一体地形成在上述主轴的一端、使上述压缩室内的旋转涡管进行旋转运动的曲柄轴，上述主轴的直径为Dm，上述曲柄轴的直径为Dc，上述曲柄轴配置成相对于上述主轴的偏心量e满足e＞(Dm-Dc)/2，在上述主轴和上述曲柄轴之间具备联接轴，该联接轴为了起到上述主轴相对于上述主框架的主轴承为滑动轴承、上述曲柄轴相对于上述旋转涡管的曲柄轴承为滑动轴承的功能而具有相当于加工到所需精度时的加工退刀槽的长度，上述联接轴从轴向观察时为收纳在上述主轴的直径Dm内、并且收纳在上述曲柄轴的直径Dc内的形状。
因此，获得了无损于曲柄轴的可靠性，可将主轴的滑动摩擦损失减小到最低限度，高效的涡旋式压缩机。另外，在本发明中，上述联接轴的长度优选地在3mm以内。
而且，作为本发明的优选实施方式，在上述封闭壳体内还设置有在径向上支承设置在上述旋转驱动轴的另一端的副轴承的副框架，滑板经由止动环固定在上述副框架上。因此，由于通过上述止推片支承上述旋转驱动轴的自重，所以即使不设置图5所示的凸缘部，也得到轴向的支承。
【附图说明】
图1为本发明一实施方式的涡旋式压缩机的示意剖视图。
图2A为将上述涡旋式压缩机的旋转驱动轴的上端放大的放大图，图2B为将涡旋式压缩机的下端放大的放大图。
图3A为说明主轴和曲柄轴的关系的模式图，图3B为从轴向观察主轴和曲柄轴时的俯视图，图3C为用于说明加工退刀槽的说明图。
图4为现有的涡旋式压缩机的剖视图。
图5为现有的涡旋式压缩机主要部分的剖视图。
【具体实施方式】
以下，参照附图对本发明的实施方式加以说明。图1为本发明一实施方式的涡旋式压缩机的示意剖视图。图2为将旋转驱动轴的主要部分放大的放大图。另外，对于与上述图4的现有例相同或者认为相同的构成要素采用相同的附图标记。
这种涡旋式压缩机10具备圆筒状的封闭壳体2。该封闭壳体2纵置配置，其内部由主框架3分为上侧是压缩室CC，下侧是电动机室MC。压缩室CC内收放有由固定涡管41和旋转涡管42构成的制冷剂压缩部4。电动机室MC内收放有驱动制冷剂压缩部4的马达(电动机)5和作为其输出轴的旋转驱动轴6。
在本例中，涡旋式压缩机10为内部高压型，在封闭壳体2的上部设置有在未图示的冷冻循环中将结束工作的低压制冷剂引入制冷剂压缩部4内的制冷剂吸入管21。在封闭壳体2的侧部设置有将被制冷剂压缩部压缩的高压制冷剂从电动机室MC向冷冻循环中送出的制冷剂排出管22。而且，在封闭壳体2的底部上储存有一定量的润滑油0。
在本发明中，封闭壳体2，主框架3，制冷剂压缩部4和马达5的构成只要是具备涡旋式压缩机构的必要的构成要素即可，其构成要素与以往相同，所以省略其说明。
旋转驱动轴6具备与马达5同轴地配置的主轴61，以及一体地形成在主轴61的上端上的曲柄轴62。曲柄轴62与主轴61偏心地配置。
在旋转驱动轴6的内部形成有用于将储存在封闭壳体2的底部的润滑油0向制冷剂压缩部4一侧供应的润滑油供应孔64。润滑油供应孔64与主轴61的旋转轴心偏心地形成。因此，通过旋转驱动轴6的旋转，润滑油0通过润滑油供应孔64内被上吸，供应到旋转涡管42的背面。
如图2A和图2B所示，主轴61是其上端通过主框架3的主轴承31沿着径向支承。主轴61的下端通过固定在副框架7上的副轴承71沿着径向支承。
主轴61的下端通过经由止动环固定在副框架7上的止推片72在轴向力方向上得到支承。旋转驱动轴6的自重由止推片72支承。
在旋转涡管42的背面一侧(图1中为下表面一侧)上形成有曲柄轴62的曲柄轴承421，在该曲柄轴承421上连接有曲柄轴62。因此，旋转涡管42经由曲柄轴62进行旋转运动。
如图3A所示，曲柄轴62配置成在主轴61的直径为Dm。曲柄轴62的直径为Dc的情况下，相对于主轴61的偏心量e满足e＞(Dm-Dc)/2。这表示曲柄轴62的一部分比主轴61的外径更向外侧突出的状态。在本例中，主轴61与曲柄轴62的直径大致相同。
在主轴61和曲柄轴62之间一体地连接有联接轴65。联接轴65收纳在主轴61和曲柄轴62相互重合的范围(图3A的阴影部分)地形成。联接轴65如图3B所示，为了起到主轴61相对于主框架3的主轴承31为滑动轴承、曲柄轴62相对于旋转涡管42的曲柄轴承421为滑动轴承的功能而具备相当于加工到所需精度时的加工退刀槽的长度。
即，如图3C所示，为了得到相对于主轴61和曲柄轴62为滑动轴承的功能所必须的精度而在最终的精加工上采用砂轮8是由于当主轴61和曲柄轴62之间没有规定的间隙时不可能高精度地研磨成为滑动轴承的部分全体的缘故。
在本实施方式中，联接轴65的轴长为2mm，但只要是具备相对于加工退刀槽的长度即可，作为优选实施方式，只要在3mm以内即可。
因此，由于主轴61相对于主框架3的主轴承31为滑动轴承，曲柄轴62相对于旋转涡管42的曲柄轴承421为滑动轴承，所以无损于作为轴承的功能，能够支承旋转驱动轴6的自重。因此，与以往的设置了凸缘部63(参照图5)的情况相比，能够进一步缩短轴间距离，减小施加在主轴承311上的负荷。另外，无损于曲柄轴承421的可靠性，能够将主轴承31的滑动摩擦损失减小到最低限度。
当使涡旋式压缩机10动作时，低压制冷剂从制冷剂吸入管21导入制冷剂压缩部4内，在制冷剂压缩部4中，随着朝向中心靠近而被压缩，作为高压制冷剂排出到压缩室CC内。排出的高压制冷剂一旦通过形成在固定涡管41和主框架3的一部分上的通路43导入电动机室MC内，则从该处通过制冷剂排出管22向冷冻循环中送出。
此时，润滑油0从封闭壳体2的底部通过旋转驱动轴6内的润滑油供应孔64运到旋转涡管42的背面，供应到各轴承部和滑动部。润滑油0在将这些部位润滑后再次流回到电动机室MC内。
另外，在上述的实施方式中，以内部高压型为例表示了涡旋式压缩机10，但本发明也可以适用于将作为吸入气体的低压制冷剂导入封闭壳体2内的所谓内部低压型涡旋式压缩机。
以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不仅限于这些实施方式，如果是从事于该空调机领域的具有通常的技术知识的技术人员，则可在权利要求书中记载的技术思想的范围内想到各种变形，这些变形例或者修正例当然也包括在本发明的技术范围中。
通过以上的说明，根据本发明，能够获得无损于曲柄轴的可靠性，减小主轴的滑动摩擦损失，并且高效的涡旋式压缩机。