单螺杆式压缩机及螺杆转子的加工方法 |
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| 申请号 | CN200880102180.7 | 申请日 | 2008-08-07 | 公开(公告)号 | CN101779040B | 公开(公告)日 | 2012-05-23 |
| 申请人 | 大金工业株式会社; | 发明人 | 宫村治则; 冈田忠司; 高桥孝幸; 大塚要; 诹佐利浩; 上野广道; 室野孝义; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种单螺杆式 压缩机 及螺杆 转子 的加工方法。在螺杆转子(40)的 螺旋槽 (41)的第一 侧壁 面(42)上形成有第一吸入侧区域(45)。在该第一侧壁面(42)上，从该第一侧壁面(42)的起始端到压缩室(23)即将成为密封状态时的 位置 为止的整个部分是第一吸入侧区域(45)。第一吸入侧区域(45)低于第一侧壁面(42)中第一吸入侧区域(45)以外的部分，该第一吸入侧区域(45)与闸转子(50)的闸 门 (51)不 接触 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种单螺杆式压缩机，包括螺杆转子(40)、壳体(10)以及闸转子(50)，该螺杆转子(40)在该螺杆转子(40)的外周部形成有多条螺旋槽(41)，该壳体(10)收纳该螺杆转子(40)，在该闸转子(50)中以放射状形成有与该螺杆转子(40)的螺旋槽(41)啮合的多个闸门(51)，所述单螺杆式压缩机使所述闸门(51)从所述螺旋槽(41)的起始端向终止端相对地移动，由此对由所述螺杆转子(40)、所述壳体(10)及所述闸门(51)划分出的压缩室(23)内的流体进行压缩，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 单螺杆式压缩机及螺杆转子的加工方法技术领域[0001] 本发明涉及一种提高单螺杆式压缩机的效率的措施。 背景技术[0003] 参照图13对该单螺杆式压缩机加以说明。如该图所示，螺杆转子200大致形成为圆柱状，在该螺杆转子200的外周部挖有多条螺旋槽201。闸转子210大致形成为平板状，配置在螺杆转子200的侧边。在该闸转子210中以放射状设置有多个矩形板状闸门211。闸转子210设置为该闸转子210的旋转轴与螺杆转子200的旋转轴垂直的状态。闸转子210的闸门211与螺杆转子200的螺旋槽201相啮合。 [0004] 虽然在图13中未示，但在单螺杆式压缩机中，螺杆转子200和闸转子210收纳在壳体内，由螺杆转子200的螺旋槽201、闸转子210的闸门211及壳体的内壁面形成压缩室220。在用马达等驱动螺杆转子200旋转的情况下，闸转子210伴随螺杆转子200的旋转而旋转。然后，闸转子210的闸门211从与该闸门211啮合的螺旋槽201的起始端(该图中的左端)向终止端(该图中的右端)相对地移动，处于密封状态的压缩室220的容积逐渐变小。其结果是，压缩室220内的流体被压缩。 [0005] 专利文献1：日本公开特许公报特开2002-202080号公报 发明内容[0006] -发明要解决的技术问题- [0007] 在单螺杆式压缩机中，在某一个压缩室220的吸入步骤末期到压缩步骤初期为止的期间内，要划分出该压缩室220的闸门211逐渐进入螺旋槽201内的起始端部分。在闸门211逐渐进入螺旋槽201内的过程中，闸门211与位于闸门211行进方向的前方的螺旋槽201的侧壁面202及螺旋槽201的底壁面204摩擦接触，之后该闸门211与位于闸门211行进方向的后方的螺旋槽201的侧壁面203也摩擦接触。在螺旋槽201的两个侧壁面202、203和底壁面204都与闸门211摩擦接触后，压缩室220成为从存在压缩之前的低压气体的低压空间遮断开的密封状态。 [0008] 如上所述，在吸入步骤末期到压缩步骤初期为止的期间内的位于闸门211行进方向的后方的螺旋槽201的侧壁面203与闸门211摩擦接触之前的期间内，压缩室220处于与低压空间连通的状态。因此，在压缩室220成为密封状态之前的期间内，不需要封住闸门211与螺杆转子200之间。若在该期间内也使闸门211及螺杆转子200相互摩擦接触，就由于闸门211及螺杆转子200这两者的滑动阻力而消耗动力，这有可能导致螺杆式压缩机的效率下降。 [0009] 本发明正是为解决所述问题而研究开发出来的。其目的在于：缩短螺杆转子与闸转子摩擦接触的时间，使由于螺杆转子和闸转子这两者的滑动阻力而消耗的动力量减低，来提高单螺杆式压缩机的效率。 [0010] -用以解决技术问题的技术方案- [0011] 第一方面的发明以下述单螺杆式压缩机为对象，即：该单螺杆式压缩机包括螺杆转子40、壳体10以及闸转子50，该螺杆转子40在该螺杆转子40的外周部形成有多条螺旋槽41，该壳体10收纳该螺杆转子40，在该闸转子50中以放射状形成有与该螺杆转子40的螺旋槽41啮合的多个闸门51，所述单螺杆式压缩机使所述闸门51从所述螺旋槽41的起始端向终止端相对地移动，由此对由所述螺杆转子40、所述壳体10及所述闸门51划分出的压缩室23内的流体进行压缩。在所述螺杆转子40的所述螺旋槽41的一对侧壁面中位于所述闸门51的移动方向的前侧的侧壁面即第一侧壁面42上，从该第一侧壁面42的起始端到所述压缩室23即将成为密封状态时的位置为止的整个部分是已被挖以保证处于与所述闸门51的侧面不接触的状态的第一吸入侧区域45。 [0012] 根据第一方面的发明，闸转子50的闸门51与螺杆转子40的螺旋槽41啮合。在螺杆转子40和闸转子50旋转的情况下，闸门51从螺旋槽41的起始端向终止端相对地移动，对压缩室23内的流体进行压缩。在闸门51进入螺旋槽41的起始端侧的过程中，闸门51与螺旋槽41的两侧侧壁面42、43及底壁面44摩擦接触后，压缩室23成为密封状态。 [0013] 在第一方面的发明中的螺杆转子40中，螺旋槽41的两侧侧壁面42、43中位于闸门51的相对移动方向的前方的第一侧壁面42上形成有第一吸入侧区域45。在压缩室23成为密封状态之前的期间内，闸门51的侧面与螺杆转子40的第一吸入侧区域45面对面，闸门51的侧面与螺杆转子40的第一侧壁面42处于非接触状态。因此，在压缩室23成为密封状态之前的期间内，闸门51与螺杆转子40的第一侧壁面42之间的滑动阻力实质上为零。 [0014] 第二方面的发明，是在所述第一方面的发明中，所述第一吸入侧区域45的挖掘深度向所述螺旋槽41的起始端逐渐变深。 [0015] 根据第二方面的发明，在越靠近螺旋槽41的起始端的位置上，第一侧壁面42的第一吸入侧区域45与闸门51之间的间隙就越宽。因此，在闸门51逐渐进入螺旋槽41的起始端侧的过程中，闸门51不会挂在第一侧壁面42的起始端上，而顺利地进入螺旋槽41内。 [0016] 第三方面的发明，是在所述第二方面的发明中，在所述螺杆转子40的所述螺旋槽41的一对侧壁面中位于所述闸门51的移动方向的后侧的侧壁面即第二侧壁面43上，该第二侧壁面43的起始端部分是已被挖的第二吸入侧区域47，所述第二吸入侧区域47的挖掘深度向所述螺旋槽41的起始端逐渐变深。 [0017] 根据第三方面的发明，螺旋槽41的两侧侧壁面42、43中位于闸门51相对移动方向的后方的第二侧壁面43上形成有第二吸入侧区域47。在越靠近螺旋槽41的起始端的位置上，第二侧壁面43的第二吸入侧区域47与闸门51之间的间隙就越宽。因此，在闸门51逐渐进入螺旋槽41的起始端侧的过程中，闸门51不会挂在第二侧壁面43的起始端上，而顺利地进入螺旋槽41内。 [0018] 第四方面的发明，是在所述第三方面的发明中，所述第一吸入侧区域45在所述螺旋槽41的起始端上的挖掘深度比所述第二吸入侧区域47在所述螺旋槽41的起始端上的挖掘深度深。 [0019] 根据第四方面的发明，在第一吸入侧区域45及第二吸入侧区域47的挖掘深度达到最大值的、螺旋槽41的起始端上，第一吸入侧区域45的挖掘深度比第二吸入侧区域47的挖掘深度深。 [0020] 第五方面的发明，是在所述第一到第四方面中的任一方面的发明中，在所述螺杆转子40的所述螺旋槽41的底壁面44上，从该底壁面44的起始端到所述压缩室23即将成为密封状态时的位置为止的整个部分是已被挖以保证处于与所述闸门51的顶端面不接触的状态的第三吸入侧区域46。 [0021] 在第五方面的发明中的螺杆转子40中，不但在螺旋槽41的两侧侧壁面42、43中位于闸门51相对移动方向的前方的第一侧壁面42上形成第一吸入侧区域45，而且还在螺旋槽41的底壁面44上形成第三吸入侧区域46。在压缩室23成为密封状态之前的期间内，闸门51的顶端面与螺杆转子40的第三吸入侧区域46面对面，闸门51的顶端面与螺杆转子40的底壁面44处于非接触状态。因此，在压缩室23成为密封状态之前的期间内，闸门51与螺杆转子40的底壁面44之间的滑动阻力实质上为零。 [0022] 第六方面的发明，以对所述第一方面的发明中的单螺杆式压缩机的螺杆转子进行加工的方法为对象。在该螺杆转子的加工方法中，当利用五轴加工机床100对要加工成所述螺杆转子的工件120进行切削时，将利用该五轴加工机床100的精加工步骤中的切削工具110的移动路径设定为：在所述螺旋槽41的第一侧壁面42或底壁面44上形成所述吸入侧区域45、46。 [0023] 根据第六方面的发明，利用五轴加工机床100进行螺杆转子40的加工。在螺杆转子40的精加工步骤中，要加工成螺杆转子40的工件120的表面由立铣刀等切削工具110削掉。此时，将五轴加工机床100中的切削工具110的移动路径设定为：在螺杆转子40中的螺旋槽41的第一侧壁面42上形成第一吸入侧区域45。也就是说，根据该发明的加工方法，与螺杆转子40的精加工同时形成第一吸入侧区域45。 [0024] -发明的效果- [0025] 根据所述第一方面的发明，螺杆转子40中的螺旋槽41的第一侧壁面42上形成有第一吸入侧区域45。在压缩室23成为密封状态之前的期间内，闸门51的位于闸门51相对移动方向的前侧的侧面保持与螺旋槽41的第一侧壁面42不接触的状态。也就是说，在闸门51逐渐进入螺杆转子40的螺旋槽41内的过程中，在不需要封住闸门51与螺杆转子40之间的缝隙的期间内，闸门51与螺旋槽41的第一侧壁面42处于非接触状态。因此，能够降低在该期间内由于闸门51和螺杆转子40滑动而消耗的动力量，能够提高单螺杆式压缩机1的效率。 [0026] 根据所述第二方面的发明，在越靠近螺旋槽41的起始端的位置上，第一侧壁面42的第一吸入侧区域45与闸门51之间的间隙就越宽。而且，根据所述第三方面的发明，在越靠近螺旋槽41的起始端的位置上，第二侧壁面43的第二吸入侧区域47与闸门51之间的间隙就越宽。因此，根据所述第二及第三方面的发明，即使是在螺旋槽41和闸门51的相对位置与设定值不完全一致的情况下，也能够使闸门51顺利地进入螺旋槽41内，能够防止闸门51的破损和磨损。 [0027] 根据所述第五方面的发明，在压缩室23成为密封状态之前的期间内，不但闸门51的侧面与螺旋槽41的第一侧壁面42之间保持非接触状态，而且闸门51的顶端面与螺旋槽41的底壁面44之间也保持非接触状态。因此，能够进一步减低在该期间内由于闸门51与螺杆转子40滑动而消耗的动力量，能够进一步提高单螺杆式压缩机1的效率。 [0028] 根据所述第六方面的发明，在利用五轴加工机床100的螺杆转子40的精加工步骤中形成第一吸入侧区域45。因此，在将要加工成螺杆转子40的工件120安装在五轴加工机床100上后，能够在不将工件120从五轴加工机床100上取下的状态下完成螺旋槽41的加工。因此，根据该发明，能够缩短加工螺杆转子40所需的时间。此外，根据该发明，利用五轴加工机床100，由此能够容易地挖掘螺旋槽41的第一侧壁面42的从起始端到压缩室23即将成为密封状态时的位置为止的整个区域。附图说明 [0029] [图1]图1是表示实施方式所涉及的单螺杆式压缩机的主要部分的结构的纵向剖视图。 [0030] [图2]图2是沿图1的II-II线的横向剖视图。 [0031] [图3]图3是选出并表示实施方式所涉及的单螺杆式压缩机的主要部分的立体图。 [0032] [图4]图4是选出并表示实施方式所涉及的单螺杆式压缩机的主要部分的立体图。 [0033] [图5]图5是图4中所示的螺杆转子的展开图。 [0034] [图6]图6是表示实施方式所涉及的压缩机构的工作情况的俯视图，其中图6(a)表示吸入步骤；图6(b)表示压缩步骤；图6(c)表示喷出步骤。 [0035] [图7]图7是概略立体图，表示用于螺杆转子的加工的五轴加工中心的整体结构。 [0036] [图8]图8是概略立体图，表示用于螺杆转子的加工的五轴加工中心的主要部分。 [0037] [图9]图9是实施方式的第一变形例中的螺杆转子的展开图。 [0038] [图10]图10是表示实施方式的第一变形例中的螺杆转子壁部的主要部分的剖视图。 [0039] [图11]图11是表示实施方式的第一变形例中的螺杆转子壁部的主要部分的剖视图。 [0040] [图12]图12是实施方式的第二变形例中的螺杆转子的展开图。 [0041] [图13]图13是表示一般的单螺杆式压缩机的主要部分的结构的俯视图。 [0042] -符号说明- [0043] 1-单螺杆式压缩机；10-壳体；23-压缩室；40-螺杆转子；41-螺旋槽；42-第一侧壁面；43-第二侧壁面；44-底壁面；45-第一吸入侧区域；46-第三吸入侧区域；47-第二吸入侧区域；50-闸转子；51-闸门；100-五轴加工中心(五轴加工机床)；110-切削工具。 具体实施方式[0044] 下面，参考附图对本发明的实施方式加以详细的说明。 [0045] 本实施方式中的单螺杆式压缩机1(以下，简称为螺杆式压缩机。)，用来设置在进行制冷循环的制冷剂回路中，对制冷剂进行压缩。 [0046] 如图1和图2所示，螺杆式压缩机1构成为半密封型压缩机。在该螺杆式压缩机1中，压缩机构20和驱动该压缩机构20的马达收纳在一个壳体10内。压缩机构20经由驱动轴21与马达连结。在图1中，省略马达的图示。此外，在壳体10内进行划分而形成有低压空间S1和高压空间S2，该低压空间S1从制冷剂回路的蒸发器中导入低压气态制冷剂，并将该低压气态制冷剂引导向压缩机构20，从压缩机构20中喷出的高压气态制冷剂流入该高压空间S2中。 [0047] 压缩机构20包括圆筒壁30、一个螺杆转子40及两个闸转子50，该圆筒壁30形成在壳体10内，该一个螺杆转子40配置在该圆筒壁30内，该两个闸转子50与该螺杆转子40啮合。驱动轴21插通于螺杆转子40中。螺杆转子40和驱动轴21由销22连结起来。驱动轴21配置为该驱动轴21和螺杆转子40位于同一条轴上。驱动轴21的顶端部分以该顶端部分旋转自如的方式被位于压缩机构20的高压侧(以图1中的驱动轴21的轴向作左右方向时的右侧)的轴承支撑部60支撑。该轴承支撑部60经由滚珠轴承61支撑驱动轴21。 [0048] 如图3和图4所示，螺杆转子40是大致形成为圆柱状的金属制部件。螺杆转子40可旋转地嵌合在圆筒壁30上，该螺杆转子40的外周面与圆筒壁30的内周面摩擦接触。 在螺杆转子40的外周部形成有从螺杆转子40的一端向另一端以螺旋状延伸的多条螺旋槽 41(在本实施方式中，为六条)。螺杆转子40中相邻的螺旋槽41之间的部分为壁部48，壁部48的表面构成螺旋槽41的侧壁面42、43。 [0049] 在螺杆转子40的各条螺旋槽41中，图4中的左端成为起始端；该图中的右端成为终止端。此外，螺杆转子40的在该图中的左端部(吸入侧端部)形成为锥形状。在图4中所示的螺杆转子40中，螺旋槽41的起始端在螺杆转子40的形成为锥形面状的左端面上开口，而螺旋槽41的终止端在螺杆转子40的右端面上不开口。 [0050] 在螺旋槽41的两侧侧壁面42、43中，位于闸门51的行进方向的前侧的侧壁面为第一侧壁面42，位于闸门51的行进方向的后侧的侧壁面为第二侧壁面43。在螺杆转子40中，螺旋槽41的第一侧壁面42及底壁面44的一部分为吸入侧区域45、46。在下文中详细说明这一点。 [0051] 各个闸转子50是形成为矩形板状的多个(在本实施方式中，为十一个)闸门51设为放射状而构成的树脂制部件。各个闸转子50配置在圆筒壁30的外侧，配置为：以螺杆转子40的旋转轴作轴彼此成轴对称。各个闸转子50的轴心与螺杆转子40的轴心垂直。各个闸转子50配置为：闸门51贯通圆筒壁30的一部分，与螺杆转子40的螺旋槽41啮合。 [0052] 闸转子50安装在金属制转子支撑部件55上(参照图3)。转子支撑部件55包括基部56、臂部57及轴部58。基部56形成为厚度较厚的圆形板状。臂部57的设置数量与闸转子50的闸门51的设置数量相等，该臂部57以放射状从基部56的外周面向外侧延伸。轴部58形成为棒状，并且竖立地设置在基部56上。轴部58的中心轴与基部56的中心轴一致。闸转子50安装在基部56及臂部57上的与轴部58相反一侧的面上。各个臂部57与闸门51的背面接触。 [0053] 安装有闸转子50的转子支撑部件55收纳在闸转子室90内，该闸转子室90是对壳体10内进行划分而形成在与圆筒壁30相邻的位置上的(参照图2)。配置在图2中的螺杆转子40的右侧的转子支撑部件55设置为闸转子50靠近下端侧的状态。另一方面，配置在该图中的螺杆转子40的左侧的转子支撑部件55设置为闸转子50靠近上端侧的状态。各个转子支撑部件55的轴部58以该轴部58旋转自如的方式经由滚珠轴承92、93被闸转子室90内的轴承外壳91支撑。补充说明一下，各个闸转子室90与低压空间S1连通。 [0054] 在压缩机构20内，由圆筒壁30的内周面、螺杆转子40的螺旋槽41及闸转子50的闸门51围成的空间成为压缩室23。螺杆转子40的螺旋槽41在吸入侧端部向低压空间S1开放，该开放部分为压缩机构20的吸入口24。 [0055] 在螺杆式压缩机1中，设置有作为排量控制机构的滑阀70。该滑阀70设置在滑阀收纳部31内，该滑阀收纳部31是圆筒壁30在该圆筒壁的圆周方向的两个位置上向直径方向外侧鼓起而形成的。滑阀70的内表面构成圆筒壁30的内周面的一部分，滑阀70构成为能够沿圆筒壁30的轴向滑动。 [0056] 在滑阀70滑动到靠近高压空间S2的位置(图1中的以驱动轴21的轴向作左右方向时靠近右侧的位置)后，轴向缝隙形成在滑阀收纳部31的端面P1与滑阀70的端面P2之间。该轴向缝隙成为用来将制冷剂从压缩室23内送回到低压空间S1内的旁通路33。在使滑阀70移动，来改变旁通路33的开度后，压缩机构20的排量变化。此外，在滑阀70中形成有用来使压缩室23和高压空间S2连通的喷出口25。 [0057] 在所述螺杆式压缩机1中设置有滑阀驱动机构80，该滑阀驱动机构80用来驱动滑阀70滑动。该滑阀驱动机构80包括气缸81、活塞82、臂84、连结杆85及弹簧86，该气缸81固定在轴承支撑部60上，该活塞82安装在该气缸81内，该臂84与该活塞82的活塞杆83连结，该连结杆85使该臂84和滑阀70连结起来，该弹簧86向图1中的右方向(要使臂84远离壳体10的方向)推压臂84。 [0058] 在图1中所示的滑阀驱动机构80中，活塞82的左侧空间(比活塞82还靠近螺杆转子40侧的空间)的内压高于活塞82的右侧空间(比活塞82还靠近臂84侧的空间)的内压。滑阀驱动机构80构成为：对活塞82的右侧空间的内压(即，右侧空间内的气压)进行调节，由此调整滑阀70的位置。 [0059] 在螺杆式压缩机1的运转过程中，压缩机构20的吸入压力作用于滑阀70的在滑阀70轴向上的端面中的一端面上，压缩机构20的喷出压力作用于滑阀70的在滑阀70轴向上的端面中的另一端面上。因此，在螺杆式压缩机1的运转过程中，向低压空间S1侧推压滑阀70的推压力总是作用于滑阀70上。因此，若改变滑阀驱动机构80中的活塞82的左侧空间及右侧空间的内压，则要使滑阀70向高压空间S2侧返回的方向上的力的大小就变化，其结果是滑阀70的位置变化。 [0060] 参照图4和图5对形成在螺杆转子40上的吸入侧区域45、46加以说明。 [0061] 在马达驱动螺杆转子40旋转后，闸转子50伴随螺杆转子40的旋转而旋转。在图4中，位于跟前侧的闸转子50向右旋转，位于里面侧的闸转子50向左旋转。在该图中，位于闸转子50的跟前侧的螺旋槽41处于压缩室23由闸门51隔成上下两个部分的状态，位于闸门51的上侧的部分与低压空间S1连通，位于闸门51的下侧的部分成为密封空间或与高压空间S2连通。 [0062] 在图4中，设置在跟前侧的闸转子50中的闸门51a所在的位置是这样的位置，即：在与该闸门51a相啮合的螺旋槽41中，从压缩室23成为密封状态(即，与低压空间S1及高压空间S2都不连通的密封空间)时的位置前进一点而到达的位置。在与该闸门51a相啮合的螺旋槽41中，第一侧壁面42及底壁面44中位于比闸门51a还靠近上侧的位置的部分是吸入侧区域45、46。 [0063] 在闸门51进入螺旋槽41的起始端的过程中，闸门51到达图5中所示的密封位置后，压缩室23成为由闸门51从低压空间S1遮断开的密封状态。在形成在螺杆转子40中的各条螺旋槽41中，第一侧壁面42及底壁面44上的从螺旋槽41的起始端到压缩室23即将成为密封状态时的位置为止的部分，即图4和图5中所示的第一侧壁面42及底壁面44上的附加了斜影线的部分是吸入侧区域45、46。也就是说，在图4中所示的、与闸门51a相啮合的螺旋槽41以外的螺旋槽41中，第一侧壁面42及底壁面44上的同样的部分是吸入侧区域45、46。在各条螺旋槽41中，形成在第一侧壁面42上的吸入侧区域是第一吸入侧区域45，形成在底壁面44上的吸入侧区域是第三吸入侧区域46。 [0064] 在第一侧壁面42上形成有第一吸入侧区域45。在该第一侧壁面42上，第一吸入侧区域45已被挖，以保证该第一吸入侧区域45比第一吸入侧区域45以外的部分(即，从压缩室23成为密封状态的位置到终止端为止的部分)低。其结果是，第一吸入侧区域45与闸门51的侧面之间的间隙，比第一侧壁面42中第一吸入侧区域45以外的部分与闸门51的侧面之间的间隙例如宽0.1mm左右。 [0065] 在底壁面44上形成有第三吸入侧区域46。在该底壁面44上，第三吸入侧区域46已被挖，以保证该第三吸入侧区域46比第三吸入侧区域46以外的部分(即，从压缩室23成为密封状态的位置到终止端为止的部分)低。其结果是，第三吸入侧区域46与闸门51的顶端面之间的间隙，比底壁面44中第三吸入侧区域46以外的部分与闸门51的顶端面之间的间隙例如宽0.1mm左右。 [0066] -运转动作- [0067] 对所述单螺杆式压缩机1的运转动作加以说明。 [0068] 在启动单螺杆式压缩机1中的马达后，螺杆转子40伴随驱动轴21的旋转而旋转。闸转子50也伴随该螺杆转子40的旋转而旋转，压缩机构20反复进行吸入步骤、压缩步骤及喷出步骤。在此，注目于图6中附加半色调点表示的压缩室23进行说明。 [0069] 在图6(a)中，附加半色调点表示的压缩室23与低压空间S1连通。此外，形成有该压缩室23的螺旋槽41与位于该图的下侧的闸转子50的闸门51啮合。螺杆转子40一旋转，该闸门51就向螺旋槽41的终止端相对地移动，压缩室23的容积随之增大。其结果是，低压空间S1的低压气态制冷剂经由吸入口24吸入到压缩室23中。 [0070] 在螺杆转子40继续旋转的情况下，成为图6(b)中所示的状态。在该图中，附加半色调点表示的压缩室23处于密封状态。也就是说，形成有该压缩室23的螺旋槽41与位于该图的上侧的闸转子50的闸门51啮合，由该闸门51从低压空间S1隔开。在闸门51伴随螺杆转子40的旋转而向螺旋槽41的终止端相对地移动的情况下，压缩室23的容积逐渐变小。其结果是，压缩室23内的气态制冷剂被压缩。 [0071] 在螺杆转子40进一步旋转的情况下，成为图6(c)的状态。在该图中，附加半色调点表示的压缩室23处于经由喷出口25与高压空间S2连通的状态。之后，在闸门51伴随螺杆转子40的旋转向螺旋槽41的终止端相对地移动的情况下，已压缩的制冷剂气体从压缩室23内向高压空间S2被逐渐挤出。 [0072] 注目于形成在压缩机构20中的多个压缩室23中的一个压缩室23进行说明。在从该压缩室23的吸入步骤末期到压缩步骤初期为止的期间内，要对该压缩室23进行划分的闸门51经过在螺杆转子40的端面上开口的吸入口24逐渐进入螺旋槽41内。在闸门51逐渐进入螺旋槽41内的过程中，闸门51首先成为仅有位于该闸门51行进方向的前方的侧面及顶端面与螺旋槽41的壁面42、44面对面的状态，之后成为位于该闸门51行进方向的后方的侧面也与螺旋槽41的壁面43面对面的状态。 [0073] 在本实施方式中的螺杆转子40中，第一侧壁面42和底壁面44上形成有吸入侧区域45、46。因此，在闸门51逐渐进入螺旋槽41内的过程中，在闸门51仅与第一侧壁面42及底壁面44面对面的期间内，闸门51与螺杆转子40处于非接触状态。在该期间内，因为螺旋槽41与低压空间S1连通，所以在闸门51与螺杆转子40之间存在比较大的缝隙也不成什么问题。之后，在闸门51到达螺旋槽41内的压缩室23成为密封状态的位置的情况下，闸门51成为与螺旋槽41的两侧侧壁面42、43及底壁面44摩擦接触的状态。 [0074] 补充说明一下，在闸门51到达螺旋槽41内的压缩室23成为密封状态的位置后，闸门51与螺旋槽41的壁面42、43、44不需要相互物理接触，不妨在两者之间存在微小的缝隙。也就是说，即使在闸门51与螺旋槽41的壁面42、43、44之间存在微小的缝隙，若该缝隙只有由润滑油形成的油膜能够密封那么大，则也能够保持压缩室23的气密性，能够将从压缩室23内漏出的气态制冷剂的量抑制到少量。 [0075] -螺杆转子的加工方法- [0076] 利用五轴加工机床即五轴加工中心100对本实施方式中的螺杆转子40进行加工。 [0077] 如图7所示，五轴加工中心100包括被安装立铣刀等切削工具110的主轴101和被安装主轴101的床身102。此外，五轴加工中心100还包括旋转工作台104和夹紧部105，该旋转工作台104旋转自如地安装在基工作台103上，该夹紧部105设置在旋转工作台104上并夹紧被切削物即工件120。 [0078] 如图8所示，在该五轴加工中心100中，对工具侧赋予三种自由性，对工件120侧赋予两种自由性。具体而言，主轴101在与该主轴部101的旋转轴垂直相交的X轴方向、与该旋转轴及X轴方向垂直相交的Y轴方向以及旋转轴方向即Z轴方向上移动自如。夹紧部105在绕该夹紧部105的中心轴(绕A轴)的方向上旋转自如。此外，安装有夹紧部105的旋转工作台104在绕与夹紧部105的轴向垂直相交的轴(绕B轴)的方向上旋转自如。也就是说，在该五轴加工中心100中，切削工具110能够在X轴方向、Y轴方向及Z轴方向上自如地进行平行移动；工件120能够在绕A轴的方向和绕B轴的方向上自如地旋转。 [0079] 在五轴加工中心100中，根据事先作为数值数据储存的工具路径使切削工具110移动，由此对要加工成螺杆转子40的工件120进行加工。五轴加工中心100用多种切削工具110依次进行粗加工到精加工的多种步骤。精加工步骤中的工具路径设定为：在要加工成螺杆转子40的工件120上形成第一吸入侧区域45和第三吸入侧区域46。也就是说，在精加工步骤中设定工具路径，来使在螺旋槽41的第一侧壁面42及底壁面44中的特定部分切削的切削量大于在其它部分切削的切削量。 [0080] -实施方式的效果- [0081] 在本实施方式的螺杆转子40中，螺旋槽41的第一侧壁面42的一部分为第一吸入侧区域45，螺旋槽41的底壁面44的一部分为第三吸入侧区域46。因此，在从闸门51开始进入螺旋槽41内时到压缩室23即将成为密封状态时为止的期间内，闸门51的侧面与螺旋槽41的第一侧壁面42保持非接触状态，闸门51的顶端面与螺旋槽41的底壁面44保持非接触状态。也就是说，在闸门51逐渐进入螺杆转子40的螺旋槽41内的过程中，在不需要封住闸门51与螺杆转子40之间的缝隙的期间内，闸门51与螺旋槽41的第一侧壁面42及底壁面44处于非接触状态。因此，能够减低在该期间内由于闸门51和螺杆转子40滑动而消耗的动力量，能够提高单螺杆式压缩机1的效率。 [0082] 利用五轴加工中心100对本实施方式中的螺杆转子40进行加工。此时，在五轴加工中心100中，精加工步骤中的切削工具110的移动路径(工具路径)设定为：在要加工成螺杆转子40中的工件120上形成第一吸入侧区域45和第三吸入侧区域46。因此，在将要加工成螺杆转子40的工件120安装在五轴加工中心100上后，能够在不将工件120从五轴加工中心100上取下的状态下完成螺旋槽41的加工。 [0083] 因此，根据本实施方式的加工方法，能够缩短加工螺杆转子40所需的时间。再说，根据本实施方式的加工方法，因为利用五轴加工中心100，所以能够容易地挖掘螺旋槽41的第一侧壁面42及底壁面44的从起始端到压缩室23即将成为密封状态时的位置为止的整个区域。 [0084] -实施方式的第一变形例- [0085] 所述实施方式中的螺杆式压缩机1也可以是这样的，即：第一吸入侧区域45和第三吸入侧区域46中仅有第一吸入侧区域45形成在螺杆转子40上。在这种情况下，在螺杆转子40中的螺旋槽41的第一侧壁面42上形成第一吸入侧区域45，而在该螺杆转子40的螺旋槽41的底壁面44上不形成第三吸入侧区域46。 [0086] 此外，本变形例中的螺杆转子40也可以是这样的，即：如图9所示，在螺旋槽41的第二侧壁面43上形成有第二吸入侧区域47。也就是说，在图9中所示的螺杆转子40的各条螺旋槽41中，在第一侧壁面42上形成有第一吸入侧区域45，在第二侧壁面43上形成有第二吸入侧区域47，而在底壁面44上未形成第三吸入侧区域46。第二吸入侧区域47是通过挖掘第二侧壁面43的起始端部分而形成的。 [0087] 在图9中所示的螺杆转子40中，第一吸入侧区域45形成为：随着接近螺旋槽41的起始端，该第一吸入侧区域45的挖掘深度逐渐变深。参照图10对第一吸入侧区域45的形状加以详细的说明。在图10中所示的是沿螺杆转子40的圆周方向切断螺杆转子40的壁部48时的剖面的展开图。在该图中出现的第一吸入侧区域45是以一定不变的比例向螺旋槽41的起始端倾斜的倾斜面。第一吸入侧区域45在沿螺旋槽41的方向上的长度L1在10mm到40mm左右(例如为20mm)，第一吸入侧区域45在螺旋槽41的起始端上的挖掘深度D1在1mm到3mm左右(例如为1mm)。 [0088] 在图9中所示的螺杆转子40中，第二吸入侧区域47形成为：随着接近螺旋槽41的起始端，该第二吸入侧区域47的挖掘深度逐渐变深。参照图11对第二吸入侧区域47的形状加以详细的说明。在图11中所示的是沿螺杆转子40的圆周方向切断螺杆转子40的壁部48时的剖面的展开图。在该图中出现的第二吸入侧区域47是以一定不变的比例向螺旋槽41的起始端倾斜的倾斜面。第二吸入侧区域47在沿螺旋槽41的方向上的长度L2在1mm到5mm左右(例如为3mm)，第二吸入侧区域47在螺旋槽41的起始端上的挖掘深度D2在1mm以下(例如为0.5mm)。如此，第二吸入侧区域47是通过对螺杆转子40的壁部48中位于第二侧壁面43的起始端的角部进行倒角而形成的。 [0089] 在包括图9中所示的螺杆转子40的、本变形例中的螺杆式压缩机1中，在越靠近螺旋槽41的起始端的位置上，第一侧壁面42的第一吸入侧区域45与闸门51之间的间隙越宽，而且，在越靠近螺旋槽41的起始端的位置上，第二侧壁面43的第二吸入侧区域47与闸门51之间的间隙越宽。因此，在闸门51逐渐进入螺旋槽41的起始端的过程中，假如螺旋槽41和闸门51的相对位置与设计值不完全一致，也能够使闸门51顺利地进入螺旋槽41内。因此，能够防止闸门51当进入螺旋槽41内时挂在壁部48上而破损或磨损，能够提高螺杆式压缩机1的可靠性。 [0090] 与所述实施方式一样，利用五轴加工中心100对图9中所示的本变形例的螺杆转子40进行加工。此时，在五轴加工中心100中，精加工步骤中的切削工具110的移动路径(工具路径)设定为：在要加工成螺杆转子40的工件120上形成第一吸入侧区域45和第二吸入侧区域47。因此，在将要加工成螺杆转子40的工件120安装在五轴加工中心100上后，能够在不将工件120从五轴加工中心100上取下的状态下完成螺旋槽41的加工。 [0091] -实施方式的第二变形例- [0092] 所述实施方式中的螺杆式压缩机1也可以是这样的，即：除了第一吸入侧区域45和第三吸入侧区域46以外，还有在所述第一变形例中说明的第二吸入侧区域47形成在螺杆转子40上。也就是说，如图12所示，在形成于本变形例中的螺杆转子40中的各条螺旋槽41中，第一侧壁面42上形成有第一吸入侧区域45，第二侧壁面43上形成有第二吸入侧区域47，底壁面44上形成有第三吸入侧区域46。 [0093] 与所述实施方式一样，利用五轴加工中心100对图12中所示的本变形例中的螺杆转子40进行加工。此时，在五轴加工中心100中，精加工步骤中的切削工具110的移动路径(工具路径)设定为：在要加工成螺杆转子40的工件120上形成第一吸入侧区域45、第二吸入侧区域47及第三吸入侧区域46。因此，在将要加工成螺杆转子40的工件120安装在五轴加工中心100上后，能够在不将工件120从五轴加工中心100上取下的状态下完成螺旋槽41的加工。 [0094] -实施方式的第三变形例- [0095] 在所述实施方式的螺杆式压缩机1中，转子支撑部件55的轴部58仅配置在闸转子50的背面侧，支撑该轴部58的滚珠轴承92、93也仅配置在闸转子50的背面侧。与此相对，也可以是这样的，即：将转子支撑部件55的轴部58配置为贯穿闸转子50，并在闸转子50的表面侧和背面侧分别配置一个支撑轴部58的滚珠轴承(或滚柱轴承)。 [0096] 补充说明一下，以上实施方式是本质上较佳之例，没有意图对本发明、应用本发明的对象或其用途范围加以限制。 [0097] -产业实用性- [0098] 综上所述，本发明对单螺杆式压缩机是有用的。 |
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