涡旋式压缩机 本发明涉及一种用于空调机等设备的涡旋式空气压缩机，特别是，该压缩机具有十字环，可抑制旋转涡旋件的自转，使其相对于固定涡旋件进行圆滑的旋转运动，从而发挥气体的压缩机能。
关于在家用空调机等设备中使用的低振动、低噪音涡旋式压缩机，如特开昭64-32092号公报中的图1所示，该压缩机具有一个带有吸气口的圆筒形密闭容器，在其中装有固定涡旋件和旋转涡旋件。旋转涡旋件由圆盘状的端板以及竖立在该端板上并组成为一体的螺旋状搭接部所组成；固定涡旋件和旋转涡旋件具有相同的结构，并在其端板的中心有一个排气口。旋转涡旋件和固定涡旋件相互啮合而使其搭接部的侧壁相接触。固定涡旋被固定在密封容器内，并由自转防止装置防止旋转涡旋件自转；同时通过马达使曲柄转动，该曲柄具有嵌合在旋转涡旋件上的偏心部，因此能够在保持二个涡旋件搭接部的接触状态的同时，在固定涡旋件搭接部螺旋中心的周围驱动旋转涡旋件，使旋转涡旋件搭接部绕螺旋中心旋转运动。
在图4中模拟表示有众所周知的涡旋式压缩机的压缩机构部分，详细说明其构造如下。
在图4中，符号20为压缩机构部分；21是旋转涡旋件，21a是轮壳部，21b是轴承，21c是搭接部，21d是键槽；22是固定涡旋件，22a是搭接部，22b是凸缘部；23是构架，23a是主轴承部，23b是键槽，23c是凸缘部，23d是螺栓孔；24是螺栓；25是曲轴；25a是偏心部；26是十字环，26a是十字键，26b是十字环的圆环部；27是电动机，27a是转子，27b是定子；28表示密闭容器。
图4即通常众所周知的典型涡旋式压缩机地侧断面图。压缩机构部20的组成如下：如前所述，曲轴25插入在构架23的主轴承部23a中；在曲轴25的下端用压入方式等组装电机27的转子27a；在曲轴25的偏心部25a处，嵌合有设在旋转涡旋件21轮壳部21a上的轴承21b。旋转涡旋件21的搭接部21c和固定涡旋件22的配置如图所示，该固定涡旋件22的搭接部22a和21c相接触啮合。此外，如图5所示，作为旋转涡旋件21的自转防止机构，圆环部26b具有任意厚度，在26b的上下面有和26b组成一体的直交配置的突起十字键26a,26a分别和旋转涡旋件21的键槽21d、构架23的键槽23b相啮合，以防止旋转涡旋件21的自转。在固定涡旋件22的凸缘部22b上设有贯通孔22c，以穿过多个螺栓24；在构架23的凸缘部23c上设有螺孔23d，螺栓24又穿过23d，对相互搭接的搭接部21c和22a进行找中心并边调整边固紧，从而完成压缩机构部的组装。
同时，在密封容器28下部的任意位置处，连接电动机27的定子27b，转子27a预先连结在上述压缩机构部20的曲柄25上，在保持定子27b内径和转子27a外径间适当空气间隙的状态下，用多个焊接点固定密封容器25和压缩机构部20的构架23。
在上述涡旋式压缩机中，在旋转涡旋件21、曲轴25及电机27的转子27a产生旋转运动的同时，可以通过各种适当措施的轻量化或附加平衡重量，而消除因为转动引起的不平衡量。
然而，为了防止旋转涡旋件21自转的目的，其十字键26a分别插入在旋转涡旋件21和构架23的键槽21d和23b内，以防止旋转涡旋件21的自转；由于十字环26将曲轴25偏心部25a的转动变换为旋转涡旋件21的摇动运动，这是唯一的往复运动，因而发生有其重量引起的振动。特别是在采用逆变控制等的家庭用室内空气压缩机等设备中，有强烈的高速转动，由于各部分的共振等产生有噪音问题。
此外，在这类通常的涡旋式压缩机中，为提高十字键26a相对键槽21d、23b滑动的可靠性起见，多采用铁金属的十字环，与铝等轻金属材料的十字环相比，其重量较大，因此使振动增加，得到的结果和原先涡旋式压缩机低振动低噪音的目的相反。
本发明的目的是在用于空调机等设备的涡旋式压缩机中，在确保键槽和键之间滑动可靠性的同时，实现十字环的轻量化，以消除以往发生的过大振动作用，而提供高可靠性的涡旋式压缩机。
本发明用下述方法达到上述目的。
第一，该压缩机在构架和固定涡旋件间有旋转涡旋件，通过螺旋状的搭接部，在内侧相互啮合上述固定涡旋件和旋转涡旋件。与此同时，在上述构架和上述旋转涡旋件间具备有十字环，将该十字环的十字键插入上述构架和旋转涡旋件的键槽内。上述十字环的特征是其十字键具有耐磨套。因此可抑制十字键的滑动磨耗，提高滑动的可靠性，从而可能实现十字环本身的轻量化。
第二，用铝合金等轻型金属一体形成上述十字环的十字键突起部，上述套就配合在该突起部相对键槽的滑动部处。由于十字环的轻型化，和以往的全钢制品相比较，可以防止发生因重量导致的振动。
第三，上述十字键的特征是利用压入法固定连结上述突起部的外部尺寸和套的内部尺寸。因此便于套的安装作业。
第四，上述十字键具有这样的特征，即前述突起部外部尺寸和套内部尺寸之间有任意间隙的嵌合。由于挤压上述突起部时，在上述套侧壁内部尺寸上设有的凹进部而造成有塑性流动，从而能固结上述十字环和套。因此能确实地将套固着在突起部上，提高其可靠性。
第五，上述十字键具有下述特征，即上述突起部相对键槽的滑动面形成为圆弧形状，在该圆弧形面上的耐磨套具有任意间隙的平行平面，该耐磨套嵌合在上述突起部上。因此，套能沿着圆弧状面发挥滑移的作用。此外，在突起部的滑动方向上不必要求很高的精度，从而可以减少机械加工费用。
第六，在该涡旋式压缩机中具有下述特征，固定涡旋件由端板和直立在端板上的螺旋状搭接部所组成。该固定涡旋件和旋转涡旋件的搭接部相互在内侧啮合，上述旋转涡旋件相对于上述固定涡旋件进行旋转运动，从而压缩气体。在上述构架和旋转涡旋件上分别设有直交的键槽，由于将十字环圆环部上下面处直交状配置的十字键插入该键槽而可限制上述旋转涡旋件的自转。上述十字键在相对键槽的滑动部处具有耐磨套；而且，上述十字环具有用铝合金等轻金属一体形成的圆环部和带套的突起部。因此，和过去通常的钢制十字环相比，能够以耐磨套发挥同等以上的滑动可靠性；由于十字环能用铝合金等轻金属制成，可以减轻十字环的整体重量；对于众所周知的全钢制十字环往复运动所导致的振动有抑制作用，特别是在逆变控制的高速运转时，能够抑制过大的振动。
对附图的简要说明如下。
图1是本发明的示意平面图1A和横向断面图1B，表示在十字环上将突起和套压入固结的实施例。
图2是本发明的示意平面图2A和横向断面图2B，表示在十字环上用塑性成形方法固结突起和套的实施例。
图3是表示本发明的平面图3A和横向断面图3B，表示在十字环上使突起和套发挥滑移机能的安装实施例。
图4是横断面图，表示组装有十字环的涡旋式压缩机的一般构造。
图5的平面图5A和侧视图5B表示众所周知的在十字环上由圆环部和十字键部构成一体的例子。
以下是参照图示对本发明实施例的说明。
图1～图3分别表示本发明中十字环的一个实施例，在各图中的图A是平面图，图B是横断面图。在这些图中，符号1是十字环，1a是十字键，1b是十字环的圆环部，1c是突起，1d是圆弧状侧面；2是套，2a是侧壁，2b是设在侧壁内侧上的凹部；3表示压杆。
该十字环1由轻金属的铝材等制作。此外，在本实施例中使用耐磨性良好的铁系粉末冶金等比重较高的材质制作直接相对键槽滑动的套2。当然，套2不仅限于铁制品，也可以使用钛、陶瓷、石墨等高耐磨性的材料。
图1是将十字环1的一个十字键1a部分扩大的平面图1A及其A-A断面图1B，该例子是利用压入方式固结十字环1的突起1c和套2的例子。
也就是说，十字环1分别在其任意厚度的圆环部1b的上下面处有二个突起1c，各对突起1c的中心连结线直交并和圆环部1b形成一体。该突起1c的大小则如图4所示，取决于通常涡旋式压缩机十字环26的十字键26a，只是要比套2侧壁2a的厚度等尺寸相对地小一些。因此，例如，当具有任意厚度的侧壁的套2形成口字形等时，其内部尺寸就是压入上述凸起1c的尺寸，如图1所示那样通过两者压入而固结。
图2表示一种不同于图1的实施例，是将十字键1a部分扩大的平面图2A和B-B断面图2B。
该例子即十字环1分别在任意厚度圆环部1b的上下面处有二个突起1c，各对突起1c的中心连结线直交，并和圆环部1b形成一体，在这一点上和图1的结构相同。不同点是，在套2的侧壁2a上形成有凹部2b或横孔(图中未表示)。
此外，其内部尺寸大小，即和上述凸起1c有配合关系的尺寸，实际上具有微小的间隙。如图2B的横断面图的中心线上方所示，在嵌合突起1c后，设定了可塑性成形的模型(图中未表示)；突起的上方如图2B的横断面图的中心线下方所示，压杆3(用点划线表示)按箭头方向压入，使突起1c发生塑性变形的部分流向凹部2b，在防止松动的同时固结这二个部分，由此可得到牢固的固定效果。
图3表示与图1、图2不同的实施例，是将十字键1a部分扩大的平面图3A和C-C断面图3B。
该例子即十字环1分别在任意厚度圆环部1b的上下面有二个突起1c，各对突起1c的中心连结线直交并和圆环部1b形成一体，在这一点上和图1、图2的结构相同。但有所不同的是，突起1c在作为与键槽(图中未示出)滑动侧的两个方向的侧面1d上形成有任意大小的圆弧状。
在本例子中，套2的内部尺寸大小作为相嵌合的尺寸，和突起1c圆弧状侧面1d间的最大尺寸有适当的间隙。当两者相嵌合时，即使键槽在制造上多少有些误差也没有关系，如图中箭头所示，套2能够沿着侧面1d的圆弧形状发挥滑移的机能，因此能够减少对键槽的一端接触等。
像以上所说明的那样，利用这些实施例，可以用小型的套发挥和钢制十字环同等的滑动可靠性；由于可以用铝等轻金属制成十字环，有可能减轻十字环的整体重量。因此，可以抑制众所周知的问题，即全钢制的涡旋式压缩机的十字环因为往复运动导致运转振动的致命问题，特别是抑制在逆变控制中高速运转时过大的振动。
该发明的结果是能够减少振动疲劳破坏和运行噪音，提供安静而可靠性高的压缩机。
此外，特别是具有图3所示滑移机构的结构，和图1、图2中所示固结十字环和套的组装方式相比较，其十字键键槽和滑动端面在滑动方向上的机械加工不必要太高的精度，因此可能减少加工费用，提供较低费用的涡旋式压缩机。
根据如上所述的本发明，对于在空调机等设备中使用的涡旋式压缩机，可以得到高可靠性、机械加工性和制作性良好的涡旋式压缩机。该种压缩机没有通常用全钢制十字环时发生的过大振动，从而能防止起因于振动的疲劳破坏和运行时的噪音。