專利名稱：渦形流體機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用制冷劑、空氣及其它壓縮性氣體的渦形流體機(jī)械，特別涉及備有一個非旋轉(zhuǎn)渦卷部件和非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件的定位機(jī)構(gòu)的渦形流體機(jī)械，該定位機(jī)構(gòu)使非旋轉(zhuǎn)渦卷部件能在通過非旋轉(zhuǎn)渦卷片中心的直線方向移動，在與該直線交叉的方向上不能移動，可自由旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)渦卷部件與非旋轉(zhuǎn)渦卷部件實(shí)現(xiàn)最佳的嚙合狀態(tài)，確保高能量效率。
渦形流體機(jī)械，除了制冷、空調(diào)器用的壓縮機(jī)等外，還廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。目前正開發(fā)研究比其他形態(tài)的壓縮機(jī)具有更高可靠性、靜音等優(yōu)越性的流體機(jī)械。
下面，說明渦形流體機(jī)械的構(gòu)造。壓縮部的基本要素是固定渦卷、旋轉(zhuǎn)渦卷和框，框固定在密閉容器上、并用固定渦卷的孔、框的固定螺絲部和固定螺栓與固定渦卷固定。固定渦卷的基本構(gòu)成部分，是渦卷片、端板、渦卷片齒根、渦卷片齒尖和排出口。旋轉(zhuǎn)渦卷的基本構(gòu)成部分是渦卷片、端板、渦卷片齒根和渦卷片齒尖。
旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動旋轉(zhuǎn)渦卷的驅(qū)動部的基本要素是作為電動機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子、曲柄軸、作為旋轉(zhuǎn)渦卷防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要部件的歐氏環(huán)(オルダムリング)、將框與曲柄軸可旋轉(zhuǎn)地接合的曲柄軸支承部件、使旋轉(zhuǎn)渦卷和曲柄軸的偏心銷部能在旋轉(zhuǎn)軸方向即滑動方向移動并能旋轉(zhuǎn)地接合的旋轉(zhuǎn)渦卷的支承部件。
下面，參照

圖10簡單說明渦形流體機(jī)械的壓縮動作。圖10中，表示使固定渦卷2的渦卷片2a與旋轉(zhuǎn)渦卷3的渦卷片3a嚙合而形成的壓縮室4a1、4a2、4b1、4b2。壓縮室4a1、4a2、4b1、4b2是表示處在壓縮過程中的壓縮室，通過旋轉(zhuǎn)渦卷3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行使壓縮室容積減少的壓縮動作。在壓縮動作中，隨著旋轉(zhuǎn)渦卷3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，工作流體經(jīng)過吸入口5、吸入空間15被吸入到壓縮室。被吸入的工作流體依次使壓縮室4a1、4a2、4b1、4b2減少容積，當(dāng)壓縮室達(dá)到與固定渦卷排出口2e導(dǎo)通的位置時，經(jīng)過排出空間、排出口排出。在使固定渦卷2與旋轉(zhuǎn)渦卷3嚙合進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，必須確保吸入空間15-壓縮室4a1、4b1間、壓縮室4a1、4a2、4b1、4b2相互間、壓縮室4a2、4b2-排出口2e間有足夠的氣密性，以便工作流體不泄漏。
下面，參照圖11簡單說明固定渦卷2和框7的固定構(gòu)造之一例。圖11是表示固定構(gòu)造之一例的概略圖。將固定渦卷2與框7固定起來的目的是，把由框7和固定渦卷2構(gòu)成的空間8與排出空間和吸入空間壓力地隔離，使其執(zhí)行正確的壓縮動作。圖11所示固定構(gòu)造之一例中，用固定渦卷2的空洞2f和框7的固定螺絲部7b和固定螺栓20將固定渦卷2和框7固定住。為了使空間8與排出空間及吸入空間壓力性地隔離，如圖10所示在固定渦卷的空洞2f位置處呈環(huán)狀地配設(shè)著若干個固定渦卷的空洞2f。另外，為了組裝容易，固定渦卷的空洞2f的直徑設(shè)定為能使固定螺栓簡單地穿過的大小。
固定渦卷2的定位機(jī)構(gòu)，有日本特開平5-332267號公報所揭示的圖12所示的例。該例中，固定渦卷100由第1臺板100a、第2渦旋體100b、和2個基準(zhǔn)孔100c、100d構(gòu)成。用2個基準(zhǔn)孔100c、100d將固定渦卷體與擺動渦卷體的相位錯開180°地用嵌合銷將固定渦卷定位。圖12中，基準(zhǔn)孔100d是長孔形狀，但并不限定是長孔。如果是長孔時，在兩基準(zhǔn)孔間即使有間距精度誤差也容易組裝，嵌合銷與各基準(zhǔn)孔的間隙能達(dá)到最小限，所以，可更正確地設(shè)定兩渦卷的位相關(guān)系。
上述固定渦卷與框的固定構(gòu)造在使旋轉(zhuǎn)渦卷和固定渦卷正確地嚙合及確保高能量效率上有幾個問題。如圖10所示，在旋轉(zhuǎn)渦卷片3a與固定渦卷片2a的嚙合中，理論上說，在各渦卷片2a、3a側(cè)面的相接部分不存在間隙，可以使固定渦卷2和旋轉(zhuǎn)渦卷3完全嚙合。但是實(shí)際上，在最初的機(jī)械加工零件上必定存在著加工公差，所以，通常固定渦卷2和旋轉(zhuǎn)渦卷3的渦卷片2a、3a側(cè)面間有微小間隙，在組裝時和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，要防止旋轉(zhuǎn)渦卷片3a與固定渦卷片2a的干擾。即使是同一規(guī)格的渦形流體機(jī)械，在加工公差范圍內(nèi)，渦卷片2a、3a側(cè)面間的間隙量也必定存在著偏差另外，圖11所示固定渦卷2和框7的固定構(gòu)造之一例中，為了使固定螺栓20能簡單地穿過固定渦卷的孔2f，如圖11所示，常常在固定渦卷的孔2f與固定螺栓20之間形成比較大的間隙21。因此，把固定渦卷2固定到框7上時，固定渦卷2可能會從中立位置旋轉(zhuǎn)或平行移動相當(dāng)于間隙21的距離。
圖13(a)中，表示把固定渦卷固定在理論上的嚙合位置即中立位置時的、固定渦卷2和旋轉(zhuǎn)渦卷3的嚙合狀態(tài)。圖13(b)中，表示使固定渦卷從中立位置旋轉(zhuǎn)移動而固定了時的、固定渦卷2和旋轉(zhuǎn)渦卷3的嚙合狀態(tài)。在固定渦卷片2a和旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的側(cè)面間，由于實(shí)際上的加工公差而存在著數(shù)μm～數(shù)十μm的間隙，但該間隙是不可辨認(rèn)的大小。圖13中，為了能看清固定渦卷旋轉(zhuǎn)移動地固定著時的間隙變化，在圖13(a)中，把固定渦卷片2a和旋轉(zhuǎn)渦卷片3a理論上相接部分的間隙B1、B2、C1、C2放大成為可辨認(rèn)程度的大小。用XF、YF和OF表示固定渦卷片2a的X、Y軸和中心，用XM、YM和OM表示旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的X、Y軸和中心。
圖13(a)表示旋轉(zhuǎn)渦卷3朝Y軸方向旋轉(zhuǎn)嚙合的狀態(tài)，固定渦卷片2a和旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的Y軸一致。圖13(b)表示從圖13(a)的狀態(tài)，使固定渦卷2以固定渦卷片的中心OF為中心沿反時針方向旋轉(zhuǎn)嚙合的狀態(tài)。使固定渦卷2旋轉(zhuǎn)固定著時，圖13(a)的B1、B2和C1、C2部分變化成為B3、B4和C3、C4。B3、B4的間隙擴(kuò)大，C3、C4的間隙縮小。如圖13(b)所示，如果朝反時針方向旋轉(zhuǎn)移動固定的例，則在C3、C4的間隙成為0的角度固定渦卷2不能旋轉(zhuǎn)。反之，在朝順時針旋轉(zhuǎn)移動時，在B3、B4的間隙成為0角度固定渦卷2不能旋轉(zhuǎn)。
圖14中，以(a)～(d)的順序，表示在圖13(b)所示的旋轉(zhuǎn)移動后固定了的固定渦卷2和旋轉(zhuǎn)渦卷3的每90°的嚙合狀態(tài)。下面說明旋轉(zhuǎn)移動后固定了的固定渦卷2和旋轉(zhuǎn)渦卷3的嚙合中產(chǎn)生的間隙D1～D5、E1～E5的變化情形。固定渦卷片2a的X、Y軸和中心用XF、YF和OF表示，旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的X、Y軸和中心用XM、YM和OM表示。D1的間隙與圖13的B3對應(yīng)，比在中立位置固定時的間隙大，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中也如D1～D5所示總以大間隙狀態(tài)存在。另一方面，E1的間隙與圖13的C3對應(yīng)，比在中立位置固定時的間隙小，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中也如E1～E5所示地總以小間隙狀態(tài)存在，尤其是，以D1～D5產(chǎn)生的間隙，由于因旋轉(zhuǎn)移動形成在曲率不同的片間，所以比中立位置時產(chǎn)生的間隙大的可能性高。這時，把D1～D5作為密封部構(gòu)成的壓縮室，常常間隙大，增加了壓縮中的泄漏，所以，顯著降低渦形流體機(jī)械的能量效率。
另外，在圖11所示的固定方法中，由于固定渦卷在加工公差范圍內(nèi)以旋轉(zhuǎn)和平行移動的狀態(tài)固定，所以，與壓縮室的密封部對應(yīng)的間隙的大小是一樣的，即使是同一規(guī)格的渦形流體機(jī)械，其能量效率也產(chǎn)生大的偏差。
圖12表示日本特開平5-332267號公報記載的用2個基準(zhǔn)孔的固定渦卷的定位方法在使旋轉(zhuǎn)渦卷和固定渦卷正確嚙合、確保高能量效率上存在著幾個問題。采用2個基準(zhǔn)孔定位的方法，可以將固定渦卷正確定位到預(yù)先設(shè)定的固定位置上。即，這意味著固定渦卷和旋轉(zhuǎn)渦卷嚙合的狀態(tài)是預(yù)先決定的。但是，由于在固定渦卷、旋轉(zhuǎn)渦卷、歐氏環(huán)和框等的渦形流體機(jī)械構(gòu)成部件上必定存在著加工公差內(nèi)的尺寸偏差，所以，預(yù)先設(shè)定的固定渦卷的固定位置不一定能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)渦卷和固定渦卷的最佳嚙合狀態(tài)。即使是采用圖12所示的長孔形狀，借助與基準(zhǔn)孔100c組合一義地決定著的固定渦卷的固定位置不變，不能在長孔范圍內(nèi)決定嵌合銷的位置。因此，本公知例的定位機(jī)構(gòu)，雖然能切實(shí)地將固定渦卷定位到預(yù)先設(shè)定的固定位置，但是該固定位置對于旋轉(zhuǎn)渦卷和固定渦卷來說，未必能構(gòu)成最佳的嚙合狀態(tài)。
本發(fā)明的課題是，在渦形流體機(jī)械中，容易地實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)渦卷片與非旋轉(zhuǎn)渦卷片的最佳嚙合狀態(tài)，提高能量效率。
為了解決該課題，本發(fā)明的渦形流體機(jī)械，具有非旋轉(zhuǎn)渦卷部件、旋轉(zhuǎn)渦卷部件、非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件、定位機(jī)構(gòu)；該非旋轉(zhuǎn)渦卷部件具有渦卷狀的渦卷片，在垂直于其軸線的面內(nèi)的運(yùn)動受到限制；該旋轉(zhuǎn)渦卷部件具有與上述非旋轉(zhuǎn)部件的渦卷片嚙合來形成壓縮室的渦卷狀渦卷片，在垂直于上述軸線的面內(nèi)不自轉(zhuǎn)地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；該非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件限制非旋轉(zhuǎn)渦卷部件在垂直于上述軸線的面內(nèi)的運(yùn)動；該定位機(jī)構(gòu)定位上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件和上述非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件在垂直于上述軸線方向的面內(nèi)的相對位置；其特征在于，上述定位機(jī)構(gòu)，由形成在上述非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件和上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件雙方上的部分構(gòu)成，在組裝定位上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件時，使上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件相對于上述非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件，在垂直于上述軸線的面內(nèi)可沿著通過上述非旋轉(zhuǎn)渦卷片中心的直線之一的方向移動，并且，可繞通過該一直線與上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件周緣部交叉的位置并平行于上述軸線的直線旋轉(zhuǎn)地接合著。
上述定位機(jī)構(gòu)由長孔和銷構(gòu)成，該長孔具有在上述一直線方向上延伸的長軸，具有平行該一直線并挾住該一直線相對的一對壁面；上述銷具有與該長孔嵌合的銷部，該銷部能沿上述一對壁面移動并可自由旋轉(zhuǎn)；該長孔和銷中任一方形成在上述非旋轉(zhuǎn)渦卷的周緣部，而另一方形成在上述非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件上。
實(shí)際定位時，上述銷的銷部嵌合在上述長孔內(nèi)、并且在上述旋轉(zhuǎn)渦卷部件的渦卷片可旋轉(zhuǎn)地嚙合在上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件的渦卷片上的狀態(tài)下，使上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件沿著長孔的長軸，朝著非旋轉(zhuǎn)渦卷部件的渦卷片中心離開旋轉(zhuǎn)渦卷部件的渦卷片中心的方向盡可能地移動，接著，使上述旋轉(zhuǎn)渦卷部件從該位置略旋轉(zhuǎn)180°后，同樣地使上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件沿著長孔的長軸朝著非旋轉(zhuǎn)渦卷部件的渦卷片中心從旋轉(zhuǎn)渦卷部件的渦卷片中心離開的方向盡可能地移動，在其移動的中間位置定位非旋轉(zhuǎn)渦卷。
在由上述移動中設(shè)定的位置，再以上述銷為中心，使非旋轉(zhuǎn)渦卷部件在上述旋轉(zhuǎn)渦卷部件的可旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，在該旋轉(zhuǎn)角度的中央位置，定位上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件。
根據(jù)本發(fā)明的上述定位機(jī)構(gòu)，可在組裝誤差范圍內(nèi)調(diào)節(jié)兩渦卷片側(cè)面間的間隙。該組裝誤差是上述旋轉(zhuǎn)渦卷部件、上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件、固定上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件的固定部件、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動上述旋轉(zhuǎn)渦卷部件的驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的零件加工公差累積產(chǎn)生的。
圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例固定渦卷構(gòu)造的俯視圖和斷面圖。
圖2是表示第1實(shí)施例中的框的構(gòu)造的俯視圖和斷面圖。
圖3是說明第1實(shí)施例中的定位長孔和定位銷的功能的俯視圖。
圖4是表示固定渦卷平行移動所帶來的兩渦卷片側(cè)面間隙變化的俯視圖。
圖5是固定渦卷平行移動所帶來的兩渦卷片側(cè)面間隙變化的詳細(xì)說明圖。
圖6是表示本發(fā)明第2實(shí)施例中的固定渦卷構(gòu)造的俯視圖和斷面圖。
圖7是表示第2實(shí)施例中的框的構(gòu)造的俯視圖和斷面圖。
圖8是表示第3實(shí)施例中的定位銷的形狀例的俯視圖和斷面圖。
圖9是表示第4實(shí)施例中定位銷形狀例的俯視圖和斷面圖。
圖10是渦形壓縮機(jī)的壓縮室的概略斷面圖。
圖11是圖10所示現(xiàn)有技術(shù)中的固定渦卷和框的固定方法之一例的斷面圖。
圖12是表示現(xiàn)有技術(shù)中的固定渦卷和框的定位方法之一例的俯視圖。
圖13是現(xiàn)有技術(shù)中的固定渦卷旋轉(zhuǎn)移動所帶來的兩渦卷片側(cè)面間隙變化的說明圖。
圖14是現(xiàn)有技術(shù)中的固定渦卷旋轉(zhuǎn)移動所帶來的兩渦卷片側(cè)面間隙變化的詳細(xì)說明圖。
下面，參照圖1～圖5詳細(xì)說明本發(fā)明第1實(shí)施例。先參照圖1、圖2進(jìn)行說明。圖1中表示固定渦卷30的構(gòu)造。圖1(b)是從固定渦卷30的渦卷片側(cè)看的俯視圖。圖1(a)是圖1(b)的A-A線斷面圖。固定渦卷30的基本構(gòu)成部分是渦卷片30a、端板30b、渦卷片齒根30c、渦卷片齒尖30d、排出口30e、固定用孔30f和定位用長孔31。
XY座標(biāo)中，X軸32、Y軸33以渦卷片30a的中心34為起點(diǎn)。這里，固定渦卷的定位用長孔31的平行部平行于X軸32，但是該定位用長孔31也可以配設(shè)在任意部位，只要其具有基本上平行于大致通過渦卷片30a的中心34的直線長軸方向的平行部即可。但是，通過上述中心的直線最好位于定位長孔31的長軸方向的平行部分之間。圖1中所示的定位長孔31的位置和方向，是使X軸32通過定位長孔31的平行部分之間。換言之，大致通過渦卷片30a的中心34的直線是指包括直到通過離開渦卷片30a的中心34約定位長孔31短軸方向1/2左右的位置處的直線。
以下的說明中，把渦卷片30a中心的渦卷片30a的立設(shè)方向、即端板30b的法線作為固定渦卷的軸線。定位長孔31具有與固定用孔30f所在的固定渦卷30的周緣部的框40相面對的面、即在垂直于上述軸線的平面上開口，平行于上述基本上通過的直線并挾著該直線的相對的一對壁面。
圖2表示用于將固定渦卷固定住的非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件即框40的構(gòu)造。圖2(a)是框40的從固定渦卷側(cè)看的俯視圖，圖2(b)是圖2(a)的B-B線斷面圖。
框40上設(shè)有鍵槽40a、固定螺紋部40b和定位銷41。鍵槽40a供2組鍵中的一組滑動，該2組鍵相互直交地形成在自轉(zhuǎn)防止機(jī)構(gòu)的主要部件即歐氏環(huán)(オルダムリンダ)上。固定螺紋部40b形成在與固定渦卷的孔30f對應(yīng)的位置?？?0與旋轉(zhuǎn)渦卷具有規(guī)定的位置關(guān)系，在垂直于固定渦卷的軸線的面內(nèi)限制、阻止與框40的相對運(yùn)動。
下面，為了說明的簡單化，把固定渦卷片30a和旋轉(zhuǎn)渦卷片在理論上嚙合的位置即固定渦卷30的配設(shè)位置稱為中立位置。另外，把固定渦卷30位于中立位置時，由旋轉(zhuǎn)渦卷、歐氏環(huán)和形成在框上的鍵槽40a的位置關(guān)系所決定的框的配設(shè)位置稱為框的中立位置。
定位機(jī)構(gòu)中作為銷構(gòu)造的銷部的定位銷41在框內(nèi)的配設(shè)位置，位于在把框配設(shè)在中立位置時構(gòu)成固定渦卷30的定位長孔31的平行部時用的概略通過固定渦卷片30a中心的直線上，本實(shí)施例中，是在與固定渦卷30的X軸32對應(yīng)的框上的直線42上。換言之，定位銷41的在框40內(nèi)的配設(shè)位置，是直線42和與固定渦卷周緣部的形成有上述孔30f的面相對的框40的面交叉的位置。圖2中，定位銷41與框40是分開構(gòu)成的，但也可以做成為一體的構(gòu)造。另外，把固定渦卷30和框40配設(shè)在中立位置時，也可以預(yù)先把定位銷41定位在框41上，把定位長孔31形成在固定渦卷30上。該定位長孔31具有平行于直線的部分，上述直線是概略通過與定位銷41的銷中心對應(yīng)的固定渦卷30的部位和固定渦卷片30a中心的直線。
圖3是表示把圖1、圖2所示的固定渦卷30的定位長孔31和框40的定位銷41組合起來的模式圖。下面，更具體地說明由定位長孔31和定位銷41構(gòu)成的定位機(jī)構(gòu)的構(gòu)造。概略通過固定渦卷片30a中心的直線，在本實(shí)施例中與固定渦卷片30a的X軸32對應(yīng)。定位長孔31和定位銷41能使固定渦卷30沿著定位長孔31的平行部平行移動，并且，被平行部約束住而不能朝垂直于平行部的方向移動，同時，可以使固定渦卷30以定位銷41為旋轉(zhuǎn)中心自由旋轉(zhuǎn)。另外，也可以定位銷41如圖3所示那樣位于定位長孔31略中央的配置構(gòu)成為固定渦卷30的中立位置地決定定位銷41的半徑方向位置。
下面，參照圖4、圖5說明定位長孔31和定位銷41的定位效果。圖4(a)中，表示把固定渦卷固定在理論上的嚙合位置即中立位置時的、固定渦卷30與旋轉(zhuǎn)渦卷3的嚙合狀態(tài)。圖4(b)中，表示把固定渦卷從中立位置平行移動后固定了時的、固定渦卷30與旋轉(zhuǎn)渦卷3的嚙合狀態(tài)。固定渦卷片30a的X、Y軸和中心，在中立位置是用XF1、YF1和OF1表示，在平行移動后是用XF2、YF2和OF2表示。旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的X、Y軸和中心是用XM、YM和OM表示。在圖4(a)、圖4(b)中，表示旋轉(zhuǎn)渦卷3朝Y軸正方向旋轉(zhuǎn)嚙合的狀態(tài)，固定渦卷片30a的Y軸YF1、YF2和旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的YM一致。
實(shí)際上，在固定渦卷片30a與旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的側(cè)面間，由于以固定渦卷片30a和旋轉(zhuǎn)渦卷片3a為首的零件的加工公差，存在著不能辨認(rèn)的數(shù)μm至數(shù)十μm的間隙。圖4中，為了更清楚表示固定渦卷平行移動后被固定時的間隙變化狀態(tài)，在圖4(a)中，將固定渦卷片30a與旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的理論上相接部分的間隙F1、F2、G1、G2畫成了能辨認(rèn)程度的大小。圖4(b)是表示從圖4(a)的狀態(tài)，將固定渦卷30朝Y軸YF1的負(fù)方向平行移動后使其嚙合的狀態(tài)。本實(shí)施例中，把圖1至圖3所說明的配設(shè)在固定渦卷30上的定位長孔31和配設(shè)在框40上的定位銷41，如圖4所示地，配設(shè)在固定渦卷30、旋轉(zhuǎn)渦卷3的Y軸YF1、YF2和YM上，使固定渦卷30的平行移動和以定位銷41為中心的轉(zhuǎn)動成為可能。將固定渦卷30朝Y軸負(fù)方向平行移動后固定時，圖4(a)的F1、F2和G1、G2部分，如F3、F4和G3、G4那樣地變化。F3、F4和G3、G4的間隙與圖13所示旋轉(zhuǎn)移動時不同地而全部縮小。
圖5中，以(a)～(d)的順序，表示圖4(b)所示的平行移動后固定的固定渦卷30與旋轉(zhuǎn)渦卷3的每90°的嚙合狀態(tài)，說明平行移動后固定的固定渦卷30與旋轉(zhuǎn)渦卷3的嚙合中產(chǎn)生的間隙H1～H5、J1～J5的變化狀況。固定渦卷片30a的X、Y軸及中心用XF2、YF2和OF2表示。旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的X、Y軸和中心用XM、YM和OM表示。配設(shè)在固定渦卷30上的定位長孔31和配設(shè)在框40上的定位銷41在圖5中未示出，但與圖4同樣地，配設(shè)在固定渦卷30的Y軸YF2上的正方向。H1的間隙與圖4(b)中的F3對應(yīng)，比在中立位置固定時的間隙小，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中，如H1～H5所示地反復(fù)小間隙和大間隙的狀態(tài)。同樣，J1的間隙與圖4(b)中的G3對應(yīng)，比在中立位置固定時的間隙小，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中，如J1～J5所示地反復(fù)小間隙和大間隙的狀態(tài)。
旋轉(zhuǎn)移動后固定了時，總保持大間隙狀態(tài)或總保持小間隙狀態(tài)，而僅平行移動后固定了時，則交替地反復(fù)形成大間隙和小間隙，這一點(diǎn)是二者很大的不同點(diǎn)。僅平行移動時，把H1～H5和J1～J5作為密封部構(gòu)成的壓縮室中，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中必定存在為小間隙的狀態(tài)，所以，不會象旋轉(zhuǎn)移動后固定了時那樣因經(jīng)常的大間隙而引起壓縮泄漏，不會造成渦形流體機(jī)械的能量效率降低。
圖5(a)中，表示在旋轉(zhuǎn)渦卷3可旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的狀態(tài)，從旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的中心OM向固定渦卷片30a的中心OF2的方向盡可能地使固定渦卷30平行移動了的狀態(tài)。圖5(c)表示從圖5(a)的旋轉(zhuǎn)位置到大致轉(zhuǎn)動180°后嚙合的狀態(tài)，在圖5(c)所示狀態(tài)產(chǎn)生的間隙H3和J3與組裝誤差(該組裝誤差是以固定渦卷片和旋轉(zhuǎn)渦卷片為首的零件加工公差的累積而產(chǎn)生的)的固定渦卷30的Y軸YF2的負(fù)方向成分相等。反之，在圖5(c)所示的嚙合狀態(tài)中，在旋轉(zhuǎn)渦卷3可旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的狀態(tài)，從旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的中心OM向固定渦卷片30a的中心OF2的方向盡可能地使固定渦卷30平行移動后，在大致旋轉(zhuǎn)180°運(yùn)動的嚙合狀態(tài)即圖5(a)的狀態(tài)中也同樣地產(chǎn)生間隙H1、H5和J1、J5。這些間隙與組裝誤差(該組裝誤差是以固定渦卷片30a和旋轉(zhuǎn)渦卷片3a等為首的零件的加工誤差累積產(chǎn)生的)的固定渦卷30的Y軸YF2的正方向成分相等。因此，如果把固定渦卷30固定在這些固定渦卷的平行移動范圍中心(中點(diǎn))，則可以將固定渦卷30設(shè)定在Y軸YF2方向的略中立位置，使固定渦卷片30a與旋轉(zhuǎn)渦卷片3a成為最佳的嚙合狀態(tài)，提高能量效率。
如前所述，配設(shè)在固定渦卷30上的定位長孔31和配設(shè)在框上的定位銷41雖在圖5中未示出，但與圖4同樣地配設(shè)在固定渦卷30的Y軸YF2上的正方向，所以，固定渦卷30能以定位銷41為中心旋轉(zhuǎn)。在圖5(b)所示的嚙合狀態(tài)中，固定渦卷30可在固定渦卷的X軸XF2方向，移動間隙H2與J2大致之和(概略和分)的距離。在圖5(d)所示的嚙合狀態(tài)中，固定渦卷30可在固定渦卷的X軸XF2方向上移動間隙H4與J4的大致之和(概略和分)的距離。這時的固定渦卷30在X軸方向XF2上的可移動量即H2與J2之和或H4與J4大致之和，略等于組裝誤差(該組裝誤差是以固定渦卷片30a和旋轉(zhuǎn)渦卷片3a為首的零件加工公差累積產(chǎn)生的)的固定渦卷30的X軸方向XF2方向成分。另外，定位銷41與到H2、J2部分或H4、J4部分的平行距離比上述H2與J2大致之和或H4和J4大致之和大，所以，由定位銷41的旋轉(zhuǎn)引起的固定渦卷30的移動有著固定渦卷30在X軸XF2方向的大致平行移動的效果。因此，在圖5(b)或圖5(d)的嚙合狀態(tài)中，在旋轉(zhuǎn)渦卷3能旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的狀態(tài)下，如果從固定渦卷從旋轉(zhuǎn)渦卷片3a的中心OM向固定渦卷30的中心OF2的方向盡可能使固定渦卷30旋轉(zhuǎn)移動的狀態(tài)，在朝反方向盡可能旋轉(zhuǎn)移動了時的移動量的大致一半位置固定固定渦卷30，則也可以把固定渦卷30設(shè)定在X軸XF2方向的中立位置，所以，可確保更高的能量效率。
即使把上述固定渦卷30強(qiáng)制地定位在略中立位置，如果在旋轉(zhuǎn)渦卷3可旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)固定固定渦卷30，則借助配設(shè)在固定渦卷30上的定位長孔31和配設(shè)在框40上的定位銷41，可以在組裝誤差(該組裝誤差是以固定渦卷片30a和旋轉(zhuǎn)渦卷片3a為首的零件加工公差的累積而產(chǎn)生的)內(nèi)自動調(diào)節(jié)渦卷片間的間隙。即，可極力抑制相對于固定渦卷片中心的旋轉(zhuǎn)移動，用一個定位長孔和定位銷的組合使固定渦卷平行移動，在零件加工公差累積產(chǎn)生的組裝誤差范圍內(nèi)可簡單地調(diào)節(jié)渦卷片間的間隙，這是本發(fā)明的一大特征。另外，本發(fā)明定位的固定固定渦卷30的位置，不是設(shè)計上的略中立位置或不是在設(shè)計上的組裝誤差內(nèi)調(diào)節(jié)渦卷片間間隙的位置，而是根據(jù)各構(gòu)成部件實(shí)際決定的大致中立位置，或是在根據(jù)各構(gòu)成部件實(shí)際決定的組裝誤差內(nèi)調(diào)節(jié)渦卷片間間隙的位置。這也是本發(fā)明的一大特征。
下面，參照圖6、圖7說明本發(fā)明的第2實(shí)施例。與第1實(shí)施例不同之處是，定位長孔和定位銷的配設(shè)部件相反，但效果與第1實(shí)施例相同。圖6表示固定渦卷50的構(gòu)造。圖6(b)是從渦卷片一側(cè)看固定渦卷的俯視圖，圖6(a)是圖6(b)的C-C線斷面圖。固定渦卷50的基本構(gòu)成部分是渦卷片50a、端板50b、渦卷片齒根50c、渦卷片齒尖50d、排出口50e、固定用孔50f和定位銷51。XY座標(biāo)中，X軸52、Y軸53以渦卷片50a的中心54為起點(diǎn)。定位銷51可配設(shè)在固定渦卷上的任何位置，本實(shí)施例中是配設(shè)在渦卷片50a的X軸52上。圖6中，定位銷51和固定渦卷50是分開構(gòu)成的，但也可以將它們做成為一體。
圖7表示用于固定固定渦卷50的框60的構(gòu)造。圖7(a)是從固定渦卷一側(cè)看框60的俯視圖。圖7(b)是圖7(a)的D-D線斷面圖?？?0的基本構(gòu)成部分是鍵槽60a、固定螺紋部60b和定位長孔61。鍵槽60a供2組鍵中的一組滑動，該2組鍵相互直交地形成在自轉(zhuǎn)防止機(jī)構(gòu)的主要部件即歐氏環(huán)上。固定螺紋部60b與固定渦卷的孔50f對應(yīng)。本實(shí)施例中，由于定位銷51是配設(shè)在渦卷片50a的X軸52上，所以，如下述地構(gòu)成框的定位長孔61的平行部即可。即，把固定渦卷50和框60配置在中立位置時，定位長孔61的平行部平行于與渦卷片50a的X軸52對應(yīng)的框60上的直線62，并且該直線62通過長孔61的平行部之間。
本實(shí)施例中，定位長孔61的平行部分雖然平行于X軸52所對應(yīng)的框60上的直線，但并不一定非要平行于X軸52，只要略平行于框60上的與通過定位銷51的銷部中心和渦卷片50a中心的直線對應(yīng)的直線即可。但是，最好使上述直線位于定位長孔的平行線間地設(shè)定定位長孔61的位置和方向。另外，有時通過固定渦卷片50a的X軸52與通過框60的鍵槽60a中心的直線一致，但也可以不一致。
下面，參照圖8說明本發(fā)明第3實(shí)施例。圖8中，標(biāo)記73表示形成有定位長孔71的部件。標(biāo)記74表示配設(shè)著定位銷72的部件。圖8(a)是表示定位長孔71與定位銷72的嵌合狀態(tài)的俯視斷面圖。圖8(b)是表示定位銷72的形狀和定位銷72配設(shè)狀態(tài)的斷面圖。本實(shí)施例中，與第1、第2實(shí)施例不同之處是定位銷的形狀不同。圖8所示的定位銷72，在定位長孔71內(nèi)能沿長孔方向移動，但不能沿與長孔方向交叉的方向移動，并且，能繞定位銷本身軸線旋轉(zhuǎn)，作為定位機(jī)構(gòu)的效果與第1、第2實(shí)施例相同。定位銷72的特征是，與定位長孔71嵌合的部分(銷部)備有彼此相對置的一對平面，被該平面挾住的部分是圓柱面(垂直于銷部軸線的斷面形狀是略圓形)。圓柱面部分是定位銷72的旋轉(zhuǎn)動作需要的區(qū)域。
這里，僅定位銷72的圓柱面部分是與定位長孔71的壁面相接的部分，也是需要高精度加工的部分。因此，根據(jù)本實(shí)施例，由于能特定地制作定位銷72的高精度加工部分，所以，可縮短定位銷72的加工時間。另外，由于具有與圓柱狀定位銷不同的平面部，所以，把定位銷72插入定位銷配設(shè)部件74上等時，定位銷72的保持性高，可更切實(shí)地進(jìn)行插入，同時，插入時，不會損傷定位銷72的與定位長孔71相接的圓柱面部分。形成在定位銷配設(shè)部件74上的、供定位銷72的銷部插入的插入孔形成為在壓縮機(jī)的組裝階段定位銷72在該插入孔內(nèi)不旋轉(zhuǎn)的大小。
下面，參照圖9說明本發(fā)明第4實(shí)施例。圖9中的標(biāo)記83表示形成有定位長孔81的部件。標(biāo)記84表示配設(shè)著定位銷82的部件。本實(shí)施例與第1至第3實(shí)施例的不同之處是定位銷的形狀不同。圖9(a)是表示定位長孔81與定位銷82的嵌合狀態(tài)的俯視斷面圖。圖9(b)是表示定位銷82的形狀和定位銷82在配設(shè)部件84上的配設(shè)狀態(tài)的斷面圖。圖9(c)是圖9(b)的D-D線斷面圖。
圖9所示的定位銷82，在定位長孔內(nèi)可沿長孔方向移動，但不能沿與長孔方向交叉的方向移動，并能自由旋轉(zhuǎn)。作為定位機(jī)構(gòu)的效果與第1至第3實(shí)施例相同。定位銷82的特征是，定位銷82與定位長孔81嵌合的部分(銷部)中心與插入到配設(shè)著定位銷的部件84的部分即孔部中心是偏心的。偏心方向是與定位長孔81的長孔方向大略直交的方向。圖9所示銷部的形狀也可以是第3實(shí)施例中的圓柱形狀(即與定位長孔81嵌合部分的一部分為圓柱面形狀)。另外，也可以使銷部的圓構(gòu)造部直徑大于孔部直徑，這樣，與圖9不同地，將銷部形狀延長到配設(shè)定位銷的部件84的內(nèi)部。根據(jù)本實(shí)施例的特征，通過采用在直交于定位長孔81的長孔方向偏心的定位銷82，可以調(diào)節(jié)因固定渦卷片和旋轉(zhuǎn)渦卷片的加工精度誤差所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)移動，實(shí)現(xiàn)兩渦卷片的最佳嚙合狀態(tài)。這時，形成在配設(shè)定位銷部件84上的定位銷82的插入孔，也形成為在壓縮機(jī)的組裝階段，定位銷82在該插入孔中不能簡單旋轉(zhuǎn)的大小，同時，還要注意定位銷82的插入時偏心方向不要錯位。
上述各實(shí)施例中，是對由固定在框上的固定渦卷和旋轉(zhuǎn)渦卷(該旋轉(zhuǎn)渦卷的渦卷片與固定渦卷的渦卷片嚙合)組合而成的渦形流體機(jī)械作了說明，但是，固定渦卷僅是固定在框上的構(gòu)造，而且也有在驅(qū)動軸的軸線方向容許一定程度的移動的構(gòu)造。在這種固定渦卷中，在垂直于驅(qū)動軸軸線的平面內(nèi)的與框的相對位置、即與旋轉(zhuǎn)渦卷的相對位置，必須與前述各實(shí)施例同樣地定位。如果把在驅(qū)動軸軸線方向容許一定程度移動的固定渦卷、用固定螺栓20固定在框上的固定渦卷總稱為非旋轉(zhuǎn)渦卷，則不言而喻，上述定位銷和定位長孔適用于具有非旋轉(zhuǎn)渦卷和旋轉(zhuǎn)渦卷的渦形流體機(jī)械。
本發(fā)明提供的渦形流體機(jī)械，可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)渦卷部件與非旋轉(zhuǎn)渦卷部件的最佳的嚙合狀態(tài)，確保高能量效率。
權(quán)利要求
1.渦形流體機(jī)械，具有非旋轉(zhuǎn)渦卷部件、旋轉(zhuǎn)渦卷部件、非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件、定位機(jī)構(gòu)；該非旋轉(zhuǎn)渦卷部件具有渦卷狀的渦卷片，在垂直于其軸線的面內(nèi)的運(yùn)動受到限制；該旋轉(zhuǎn)渦卷部件具有與上述非旋轉(zhuǎn)部件的渦卷片嚙合、而形成壓縮室的渦卷狀渦卷片，在垂直于上述軸線的面內(nèi)不自轉(zhuǎn)地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；該非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件限制上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件在垂直于軸線的面內(nèi)的運(yùn)動；該定位機(jī)構(gòu)定位上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件和上述非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件在垂直于上述軸線方向的面內(nèi)的相對位置；其特征在于，上述定位機(jī)構(gòu)，由形成在上述非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件和上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件雙方上的部分構(gòu)成，使上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件相對于上述非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件在垂直于上述軸線的面內(nèi)可沿著通過上述非旋轉(zhuǎn)渦卷片中心的直線之一進(jìn)行移動，并且，可繞通過該一直線與上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件周緣部交叉的位置并平行于上述軸線的直線旋轉(zhuǎn)地接合著。
2.如權(quán)利要求1所述的渦形流體機(jī)械，其特征在于，上述定位機(jī)構(gòu)由長孔和銷構(gòu)成，該長孔具有在上述一直線方向上延伸的長軸，具有平行該一直線并挾住該一直線的相對的一對壁面；上述銷具有與該長孔嵌合的銷部，該銷部能沿上述一對壁面移動并可旋轉(zhuǎn)；該長孔和銷中任一方形成在上述非旋轉(zhuǎn)渦卷的周緣部，而另一方形成在上述非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件上。
3.如權(quán)利要求1所述的渦形流體機(jī)械，其特征在于，上述銷的銷部在垂直于銷部軸線的斷面內(nèi)的形狀基本上是圓形，該基本圓形的中心配設(shè)在上述一直線上。
4.如權(quán)利要求2或3所述的渦形流體機(jī)械，其特征在于，上述銷分成為銷部和固定該銷部的孔部。
5.權(quán)利要求1至4中任一項所述的渦形流體機(jī)械的組裝方法，其特征在于，用上述定位機(jī)構(gòu)，將上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件相對于上述非旋轉(zhuǎn)渦卷固定部件定位。
6.如權(quán)利要求5所述的渦形流體機(jī)械的組裝方法，其特征在于，在將上述銷部嵌合在上述長孔內(nèi)的狀態(tài)下，以任意旋轉(zhuǎn)角度使上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件從旋轉(zhuǎn)渦卷片的中心朝著非旋轉(zhuǎn)渦卷片的大略中心盡可能地移動，再以從該旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)180°的角度，使上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件從上述旋轉(zhuǎn)渦卷片中心朝著上述非旋轉(zhuǎn)渦卷片中心盡可能地移動時，在上述任意旋轉(zhuǎn)角度中移動后的位置與該大致180度的旋轉(zhuǎn)角度中的移動后的位置的中點(diǎn)定位并組裝上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件。
7.如權(quán)利要求6所述的渦形流體機(jī)械的組裝方法，其特征在于，在至少一組的旋轉(zhuǎn)角度中實(shí)施上述移動，在上述移動的中點(diǎn)，定位并組裝上述非旋轉(zhuǎn)渦卷部件。
全文摘要
本發(fā)明提供的渦形流體機(jī)械,能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)渦卷部件與非旋轉(zhuǎn)渦卷部件的最佳嚙合,提高其能量效率。把固定渦卷30定位在框上的定位機(jī)構(gòu)是在固定渦卷上配設(shè)定位長孔31,在框上配設(shè)定位銷。在垂直于固定渦卷片30a軸線的面內(nèi)固定渦卷30相對于框能在通過固定渦卷片30a中心的直線32上自由移動,在與該直線32交叉的方向不能移動,能繞通過直線32與固定渦卷30周緣部交叉位置、平行于上述軸線的直線自由旋轉(zhuǎn)。
文檔編號F01C21/10GK1256364SQ9912585
公開日2000年6月14日 申請日期1999年12月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月4日
發(fā)明者土屋豪, 早瀨功, 櫻井和夫, 松永睦憲 申請人:株式會社日立制作所