專利名稱：制造成本可以降低的渦桿式流體排代設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦桿式流體排代設(shè)備，特別是涉及在該渦桿式流體排代設(shè)備中的一種用于沿軌道運(yùn)行的或可動(dòng)渦桿的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
例如，美國專利4597724中公開了一種常規(guī)的渦桿式流體排代設(shè)備，其中包括一個(gè)固定渦桿、一個(gè)與該固定渦桿相配合的可動(dòng)渦桿以及隨著主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)用來使該可動(dòng)渦桿產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形軌道運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該軌道運(yùn)動(dòng)使得在固定渦桿與可動(dòng)渦桿之間形成的流體凹槽產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)并且改變了其容積，由此壓縮引入的流體。因此，這樣一種渦桿式流體排代設(shè)備可以稱為渦桿式壓縮機(jī)。
在這類渦桿式流體排代設(shè)備中，當(dāng)進(jìn)行軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須阻止可動(dòng)渦桿繞其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。為此，在該流體排代設(shè)備中還設(shè)置有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)。
人們知道，當(dāng)使用滾珠連接機(jī)構(gòu)或者oldham’s連接機(jī)構(gòu)來作為這種轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)時(shí)，可動(dòng)渦桿的軌道運(yùn)動(dòng)的半徑的下限就不能調(diào)節(jié)。因此，例如在該流體排代設(shè)備起動(dòng)時(shí)就可能由于可動(dòng)渦桿的軌道運(yùn)動(dòng)的半徑太小而使該流體排代設(shè)備不能起動(dòng)該排代工作。
此外，當(dāng)使用oldham’s連接機(jī)構(gòu)來作為這種轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)時(shí)，軌道運(yùn)動(dòng)半徑的上限也不能調(diào)節(jié)。因此，當(dāng)通過oldham’s連接機(jī)構(gòu)把可動(dòng)渦桿裝入設(shè)備外殼中時(shí)，配重進(jìn)行大回轉(zhuǎn)，將與設(shè)備外殼的內(nèi)周緣發(fā)生干涉。
在這些情況下，在常規(guī)的流體排代設(shè)備中還需要設(shè)置一個(gè)回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以便用來調(diào)節(jié)可動(dòng)渦桿的回轉(zhuǎn)幅度(軌道運(yùn)動(dòng)半徑)。在常規(guī)的流體排代設(shè)備中，回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還可以用來使可動(dòng)渦桿的裝配更加方便。
另一方面，提供這種回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將使流體排代設(shè)備的制造成本增加。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種其制造成本可以降低的渦桿式流體排代設(shè)備。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述類型的渦桿式流體排代設(shè)備，該設(shè)備裝配方便并且能夠獲得穩(wěn)定的設(shè)備性能。
本發(fā)明的其他目的根據(jù)本說明書內(nèi)容將一清二楚。
本發(fā)明所使用的一種渦桿式流體排代設(shè)備包括一個(gè)固定的渦桿；一個(gè)與該固定渦桿相連接，用來與該固定渦桿合作在它們之間形成流體凹槽的可動(dòng)渦桿；一根圍繞著預(yù)定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸；一個(gè)連接在該可動(dòng)渦桿和該主軸上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來使該可動(dòng)渦桿隨著該主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相對于該固定渦桿圍繞該預(yù)定軸線作軌道運(yùn)動(dòng)從而排代該流體凹槽；以及一個(gè)連接在該固定渦桿與可動(dòng)渦桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)，用來阻止該可動(dòng)渦桿圍繞該預(yù)定軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。在該渦桿式流體排代設(shè)備中，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與主軸整體構(gòu)成的大直徑部分；一個(gè)朝向該大直徑部分并且可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持在該可動(dòng)渦桿中的襯套；一個(gè)放置在該大直徑部分與該襯套之間并且與該襯套相連接的配重，以及一個(gè)與該大直徑部分的偏心部分和該襯套的偏心部分相連接的驅(qū)動(dòng)銷，用來把該主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給該襯套以引起該可動(dòng)渦桿的軌道運(yùn)動(dòng)。在該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，該配重具有一個(gè)沿該襯套的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與大直徑部分相嚙合的凸臺。
圖1是包括在常規(guī)的渦桿式流體排代設(shè)備中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解透視圖；圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的渦桿式流體排代設(shè)備的縱向剖視圖；圖3是包括在圖2的渦桿式流體排代設(shè)備中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解透視圖；圖4是該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的正視圖5是包括在該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的襯套的正視圖；圖6是包括在該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的配重的正視圖；以及圖7是包括在該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的主軸的正視圖。
為了更好的理解本發(fā)明，首先就一個(gè)常規(guī)的渦桿式流體排代設(shè)備作出說明，該設(shè)備包括一個(gè)用來使可動(dòng)渦桿相對于固定渦桿進(jìn)行環(huán)形軌道運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如前言部分已說明的那樣。
我們將參照圖1來說明驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。主軸13上形成有一個(gè)主軸大直徑部分15。驅(qū)動(dòng)銷151被固定在大直徑部分15的端面上的一個(gè)偏離其中心的位置并且沿著主軸13的軸向(但不在主軸13處)伸出。此外，在大直徑部分15的中心處鉆有一個(gè)回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)孔152。
可動(dòng)渦桿(未示出)包括一個(gè)端板和一個(gè)固定在該端板的一側(cè)上的螺旋形件。在端板的另一側(cè)還設(shè)置有一個(gè)環(huán)形凸起部(未示出)。一個(gè)厚圓盤形襯套33安裝在該凸起部中并且通過一個(gè)滾針軸承(未示出)可轉(zhuǎn)動(dòng)地被支承著。半圓盤形配重331連接在襯套33上，以便沿著該襯套33的徑向延伸。
襯套33在偏離其中心的一個(gè)位置上形成有一個(gè)偏心孔332，并且還在偏離其中心的另一個(gè)位置上形成有一個(gè)回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)凸臺333。襯套33上還形成有一對鉚釘孔334。另一方面，在半圓盤形配重331的虛中心上形成有一個(gè)插入孔331a，并且在偏離插入孔331a的位置上形成有一對鉚釘孔331b。
配重331通過鉚釘連接，也就是說通過把一個(gè)鉚釘插入一對鉚釘孔334、331b中和把另一個(gè)鉚釘插入另一對鉚釘孔334、331b中而固定在襯套33上。在這種情況下，回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)凸臺333通過插入孔331a并且進(jìn)一步插入回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)孔152中。另一方面，驅(qū)動(dòng)銷151可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在偏心孔332中。該回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)凸臺333和回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)孔152的組合將被稱為用來調(diào)節(jié)可動(dòng)渦桿的回轉(zhuǎn)量(軌道運(yùn)動(dòng)半徑)大小的回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
但是，為了提供回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)凸臺333，襯套33應(yīng)當(dāng)通過鍛造形成并且還需要進(jìn)行一種特殊的切削加工例如偏心加工。這樣就增加了襯套的制造成本。
另一方面，如果不提供該回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，將使可動(dòng)渦桿相對于主軸的定位變得困難。
下面將參照圖2-7來說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的渦桿型流體排代設(shè)備。相同的零件將用相同的標(biāo)號示出。
在以下的說明中，圖2的左側(cè)將表示該流體排代設(shè)備的前端，而其右側(cè)將表示壓縮機(jī)的后端，這只是為了說明方便起見，在任何情況下都不是用來限制本發(fā)明的。該流體排代設(shè)備是用來壓縮流體的，所以下文中將稱為渦桿式壓縮機(jī)。
如圖2中所示，該壓縮機(jī)包括壓縮機(jī)外殼10。壓縮機(jī)外殼10包括一個(gè)漏斗形前端板(前殼體)11和杯形殼體12。主軸(曲軸)13穿過前端板11并且在其軸向內(nèi)端形成有主軸大直徑部分15。大直徑部分15通過一個(gè)滾動(dòng)軸承16可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在前端板11上。
前端板11具有一個(gè)向前延伸并且圍繞主軸13的套筒17。滾珠軸承19設(shè)置在套筒17的前端可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承主軸13。軸密封組件20設(shè)置在主軸13上用來將軸密封。外驅(qū)動(dòng)源(例如一臺汽車發(fā)動(dòng)機(jī))的轉(zhuǎn)動(dòng)通過電磁離合器13a傳遞給主軸13。
在杯形殼體12內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)固定的渦桿25，一個(gè)可動(dòng)渦桿26，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)27和一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)28。
固定渦桿25包括圓形端板251和固定在端板251的一側(cè)上的螺旋形件252。端板251固定在杯形殼體12上?？蓜?dòng)渦桿26包括一個(gè)圓形端板261和一個(gè)固定在端板261的一側(cè)上的螺旋形件262。
螺旋形件262與螺旋形件252以相位偏差180°的關(guān)系互相配合或匹配，以便在它們之間形成流體凹槽?？蓜?dòng)渦桿26與轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)27相連接，以防止繞其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。另一方面，可動(dòng)渦桿26隨著主軸13的轉(zhuǎn)動(dòng)通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)28而在一個(gè)給定的環(huán)形軌道上作軌道運(yùn)動(dòng)?？蓜?dòng)渦桿26的軌道運(yùn)動(dòng)以已知方式壓縮該引入流體。具體地說，從吸入口(未示出)吸入的流體被引入流體凹槽中，這些凹槽隨著可動(dòng)渦桿26的軌道運(yùn)動(dòng)而向中心移動(dòng)同時(shí)改變它們的容積以便壓縮該流體。然后，壓縮流體通過在端板251上鉆出的排出孔(未示出)被排出到排出室29中。
下面將對圖3-7中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)28進(jìn)行說明。在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)28中，驅(qū)動(dòng)銷151被固定在主軸的大直徑部分15的端面上的一個(gè)偏離其中心的位置并且沿著主軸13的軸向(但不在主軸13處)伸出。此外，在大直徑部分15的中心處鉆有一個(gè)與回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)孔(圖1中的152)相對應(yīng)的定位孔153。
環(huán)形凸起部263設(shè)置在可動(dòng)渦桿26的端板261上的與設(shè)有螺旋形件262一側(cè)相反的一側(cè)上。厚圓盤形襯套33安裝在凸起部263中并通過滾針軸承34可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在該凸起部上。半圓盤形配重331連接在襯套33上，以便沿著襯套33的徑向延伸。
襯套33在偏離其中心的一個(gè)位置上形成有一個(gè)偏心孔332并且還形成有鉚釘孔334。另一方面，在半圓盤形配重331的虛中心(假定它是圓盤形)上形成有一個(gè)定位凸臺331C，并且在與定位凸臺331C偏離的位置上形成有鉚釘孔331b。定位凸臺331c具有一個(gè)略小于定位孔153的直徑并且通過壓力加工對配重331的一個(gè)相應(yīng)部分進(jìn)行不充分沖壓而形成。
配重331通過鉚釘連接，也就是說通過把一個(gè)鉚釘插入一對鉚釘孔334、331b中和把另一個(gè)鉚釘插入另一對鉚釘孔334、33 1b中而固定在襯套33上。然后，把定位凸臺331c插入定位孔153中。另一方面，驅(qū)動(dòng)銷151被安裝在偏心孔332中并且通過一個(gè)滾針軸承(未示出)可轉(zhuǎn)動(dòng)地被支承著。
再參看圖2，轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)27包括一對環(huán)形軌道27a和27b和多個(gè)在其圓周方向以均勻的間隔配置在環(huán)形軌道27a與27b之間的滾珠27c。軌道27a被固定在可動(dòng)渦桿26的端板261上，而軌道27b被固定在前端板11上。在軌道27a和27b的每個(gè)相對的表面上都分別沿其圓周方向以均勻的間隔形成多個(gè)環(huán)形槽，以用來在其中容納相應(yīng)的滾珠27c。每個(gè)槽具有一個(gè)圓弧形剖面，該圓弧的曲率半徑較滾珠27的半徑稍大，使得每個(gè)滾珠27可以沿著相應(yīng)的一對軌道27a和27b的環(huán)形槽滾動(dòng)。沿著每個(gè)槽底部的環(huán)形軌道的直徑被設(shè)定成基本上等于可動(dòng)渦桿26的軌道運(yùn)動(dòng)的半徑。利用這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)27，可動(dòng)渦桿26的軌道運(yùn)動(dòng)的半徑可以根據(jù)上限和下限進(jìn)行調(diào)整。
當(dāng)主軸13轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，襯套33由于驅(qū)動(dòng)銷151的運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行軌道運(yùn)動(dòng)。從而，可動(dòng)渦桿26的中心就繞著主軸13的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)或作軌道運(yùn)動(dòng)。由于可動(dòng)渦桿26在其軸線上的轉(zhuǎn)動(dòng)受到轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)27的阻止，可動(dòng)渦桿26只能作軌道運(yùn)動(dòng)。如前所述，當(dāng)可動(dòng)渦桿26作軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)就實(shí)現(xiàn)了對流體的壓縮。
在該壓縮機(jī)中，轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)27可以根據(jù)上限和下限來調(diào)節(jié)可動(dòng)渦桿26的軌道運(yùn)動(dòng)的半徑。因此，在該壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)并且在流體壓縮期間能夠獲得穩(wěn)定的壓縮機(jī)性能，而無需在襯套33上提供像在現(xiàn)有技術(shù)中需要提供的回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)凸臺。
此外，在該壓縮機(jī)中，可動(dòng)渦桿26相對于主軸13的定位是通過在主軸大直徑部分15上形成的定位孔153與在配重331上形成的定位凸臺331c之間的嚙合而完成的。換句話說，在進(jìn)行使主軸13與可動(dòng)渦桿26相連接的操作時(shí)，把定位凸臺331c插入到定位孔153中。在主軸13與可動(dòng)渦桿26相連接以后，定位凸臺331c就變成不必要了。所以，通過壓縮機(jī)的運(yùn)行可以將定位凸臺331c磨掉。
使用這種結(jié)構(gòu)，無需在襯套33上設(shè)置一個(gè)凸臺。這樣可以使得從市場出售的鋼棒很方便地制成襯套33。因此，襯套的制造成本可以降低，同時(shí)可動(dòng)渦桿26的裝配也更加方便。
至此本發(fā)明雖然已經(jīng)結(jié)合一個(gè)實(shí)施例作了說明，但很容易理解，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說完全可以用各種其他方式來把本發(fā)明付諸實(shí)施。例如轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)就可以選擇本技術(shù)領(lǐng)域已知的類似機(jī)構(gòu)中的一種來使用。其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本文中的日本專利公開(未經(jīng)審查的)號為33811/1993(JP-A-5-33811)的文件中公開了一種推力滾珠軸承也構(gòu)成為包括在本說明書的壓縮機(jī)中的轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種渦桿式流體排代設(shè)備，包括一個(gè)固定的渦桿；一個(gè)與所述固定的渦桿相配合的可動(dòng)的渦桿，用來與所述固定的渦桿合作在它們之間形成流體凹槽；一根圍繞著預(yù)定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸；一個(gè)連接在所述可動(dòng)渦桿和所述主軸上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來使所述可動(dòng)渦桿隨著所述主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相對于所述固定渦桿圍繞所述預(yù)定軸線作軌道運(yùn)動(dòng)從而排代所述流體凹槽；以及一個(gè)連接在所述固定渦桿與所述可動(dòng)渦桿之間的轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)，用來阻止所述可動(dòng)渦桿圍繞所述預(yù)定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與所述主軸整體構(gòu)成的大直徑部分；一個(gè)朝向所述大直徑部分并且可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持在所述可動(dòng)渦桿上的襯套；一個(gè)放置在所述大直徑部分與所述襯套之間并且與所述襯套相連接的配重；以及一個(gè)與所述大直徑部分的偏心部分和所述襯套的偏心部分相連接的驅(qū)動(dòng)銷，用來把該主軸的所述轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給所述襯套以引起該可動(dòng)渦桿的所述軌道運(yùn)動(dòng)；所述配重具有一個(gè)沿所述襯套的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述大直徑部分相嚙合的凸臺。
2.如權(quán)利要求1所述的渦桿式流體排代設(shè)備，其特征在于所述襯套在其所述偏心部分上有一個(gè)偏心孔，所述驅(qū)動(dòng)銷固定在所述大直徑部分的所述偏心部分上并且插入所述偏心孔中。
3.如權(quán)利要求1所述的渦桿式流體排代設(shè)備，其特征在于所述大直徑部分在所述預(yù)定軸線上具有一個(gè)插入孔，所述凸臺沿平行于所述預(yù)定軸線的方向上延伸并且插入所述插入孔中。
4.如權(quán)利要求1所述的渦桿式流體排代設(shè)備，其特征在于所述凸臺通過不充分沖壓所述配重的一個(gè)相應(yīng)部分而形成。
5.如權(quán)利要求1所述的渦桿式流體排代設(shè)備，其特征在于所述凸臺用于調(diào)節(jié)所述襯套相對于所述大直徑部分圍繞所述驅(qū)動(dòng)銷的回轉(zhuǎn)，以決定所述可動(dòng)渦桿與所述驅(qū)動(dòng)銷相配合的軌道運(yùn)動(dòng)的半徑。
6.如權(quán)利要求1所述的渦桿式流體排代設(shè)備，其特征在于所述轉(zhuǎn)動(dòng)制止機(jī)構(gòu)包括連接在所述固定渦桿和所述可動(dòng)渦桿上的軌道調(diào)節(jié)裝置，用來調(diào)節(jié)所述可動(dòng)渦桿的軌道運(yùn)動(dòng)的半徑，所述凸臺用來與所述驅(qū)動(dòng)銷相配合使所述襯套相對于所述大直徑部分定位。
7.如權(quán)利要求6所述的渦桿式流體排代設(shè)備，其特征在于所述軌道調(diào)節(jié)裝置包括多個(gè)連接在所述可動(dòng)渦桿上的可動(dòng)的圓形槽，所述可動(dòng)圓形槽沿所述可動(dòng)渦桿的圓周方向以均勻的間隔設(shè)置；多個(gè)連接在所述固定渦桿上的固定的圓形槽，所述固定圓形槽沿所述固定渦桿的圓周方向以均勻的間隔并面向所述可動(dòng)的圓形槽設(shè)置；以及多個(gè)設(shè)置在所述可動(dòng)圓形槽與所述固定圓形槽之間的滾珠，每個(gè)所述的滾珠由相應(yīng)的一對所述可動(dòng)圓形槽和所述固定圓形槽所容納。
8.如權(quán)利要求7所述的渦桿式流體排代設(shè)備，其特征在于每個(gè)所述可動(dòng)圓形槽和所述固定圓形槽都具有一個(gè)基本上與所述可動(dòng)渦桿的軌道運(yùn)動(dòng)的半徑相等的直徑。
9.如權(quán)利要求7所述的渦桿式流體排代設(shè)備，其特征在于每個(gè)所述可動(dòng)圓形槽和所述固定圓形槽都具有一個(gè)其曲率半徑略大于所述滾珠半徑的圓弧形剖面。
全文摘要
一種渦桿式流體排代設(shè)備,其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)銷(151)連接在主軸(13)的大直徑部分(15)與可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持在可動(dòng)渦桿(26)上的襯套(33)之間,該主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過該驅(qū)動(dòng)銷傳遞給該襯套以使該可動(dòng)渦桿圍繞一根預(yù)定軸線作軌道運(yùn)動(dòng),與該襯套相連接的配重(331)具有一個(gè)沿該襯套的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與該大直徑部分相嚙合的定位凸臺(331c)。因此,該可動(dòng)渦桿相對于該主軸被定位。此外,該可動(dòng)渦桿與固定渦桿(25)相配合,在它們之間形成了流體凹槽。
文檔編號F04C29/00GK1170086SQ97111170
公開日1998年1月14日 申請日期1997年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月10日
發(fā)明者飯二郎 申請人:三電有限公司