CN103125061A - 偏心枢转驱动装置 - Google Patents

Abstract

提供一种可以防止因摩擦导致能量损失或部件损坏且通过处理液进行适当的润滑或冷却的偏心枢转驱动装置。偏心枢转驱动装置(100)的枢转轴(13)在其内部具有使润滑油F流通的流道(131)。该流道(131)具有沿轴向形成的轴向力流道(131a)和自该轴向力流道(131a)沿所述枢转轴(13)的径向延伸的径向流道(131b)。径向流道(131b)的端部连接至轴承(15)。根据此流道(131)的结构，可利用枢转轴(13)的枢转运动将润滑油F从枢转轴(13)的端部(13b)引导至轴承(15)。

Description

偏心枢转驱动装置

技术领域

本发明涉及一种适用于泵或压缩机等流体机械等的偏心枢转驱动装置。

背景技术

偏心枢转驱动装置包括具有偏心的枢转轴的机构，适用于例如涡旋泵或活塞泵等真空泵，或者适用于进行其他枢转驱动的装置。

专利文献1所述的偏心枢转驱动装置具备在安装于转子的旋转轴内偏心的枢转轴(例如，参考专利文献1的说明书第0006段)。另外，所述偏心枢转驱动装置还具备用作防止枢转轴自转的机构的欧氏环。

在专利文献2所述的偏心枢转驱动装置中，在旋转轴内偏心设置的枢转轴的端部上安装有矩形移动板，随着枢转轴的枢转运动，所述移动板在一个方向移动。也就是说，所述移动板具有防止枢转轴自转的功能。另外，该偏心枢转驱动装置利用此类自转防止单元的移动板的运动作为抽吸作用，可以将存储于壳体下部的润滑液通过旋转轴内未图示的流道供给给被驱动装置(例如，参考专利文献2的说明书第0007，0008段)。

专利文献1：日本专利第3558572号公报

专利文献2：日本专利第3697434号公报

专利文献1中记载的偏心枢转驱动装置不具备如专利文献2所公开的润滑油供给机构。偏心枢转驱动装置在不具备供给机构时，只能通过如润滑脂等进行润滑。相比油润滑，采用润滑脂润滑的润滑寿命短，冷却性能也差。

在专利文献2中记载的偏心枢转驱动装置中，重量大的移动板相对设于其周围的支撑部件进行滑动，从而因摩擦或其惯性造成的能量损失较大。而且，由于该装置将旋转轴的旋转运动(枢转轴的枢转运动)转换为移动板的直线运动，因此，移动板、支撑部件或者旋转轴被施加惯性力或冲击力等较大负荷，从而存在容易损坏这些部件的问题。

发明内容

鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种可防止因摩擦导致的能量损失或部件损坏，同时通过处理液进行适当的润滑和冷却的偏心枢转驱动装置。

为了实现上述目的，本发明的一实施方式提供一种偏心枢转驱动装置，所述偏心枢转驱动装置具备旋转轴、壳体、容纳区域、轴承以及枢转轴。

所述旋转轴具有偏心的贯通孔。

所述壳体可旋转地容纳所述旋转轴。

所述容纳区域设置在所述壳体内，可容纳处理液。

所述轴承设置在所述旋转轴的所述贯通孔内。

所述枢转轴由所述轴承可旋转地支撑。另外，所述枢转轴具有配置在所述容纳区域内的端部以及利用枢转运动使容纳在所述容纳区域的所述处理液从所述端部引导至所述轴承的流道。

本发明的另一实施方式的偏心枢转驱动装置具备旋转轴、壳体、容纳区域、轴承、枢转板及枢转轴。

所述旋转轴具有偏心的贯通孔。

所述壳体可旋转地容纳所述旋转轴。

所述容纳区域设置在所述壳体内，可容纳处理液。

所述轴承设置在所述旋转轴的所述贯通孔内。

所述枢转板配置为在该枢转板的一部分至少在枢转时浸入容纳在所述容纳区域的所述处理液，通过枢转运动可使所述处理液飞散。

所述枢转轴具有在通过所述枢转板的枢转运动而飞散的所述处理液可附着的位置设置的所述处理液的导入口以及连通所述导入口和所述轴承之间的流道，连接所述枢转板，由所述轴承可旋转地支撑。

附图说明

图1是表示作为本发明第一实施方式的偏心枢转驱动装置的偏心枢转驱动装置的简要截面图；

图2是以轴向观看该偏心枢转驱动装置的旋转轴的图；

图3是表示本发明第二实施方式的枢转轴的截面图；

图4是表示本发明第三实施方式的枢转轴的截面图；

图5是表示本发明第四实施方式的枢转轴及容纳区域附近的截面图；

图6是表示本发明第五实施方式的偏心枢转驱动装置的截面图；

图7A-7C是表示设置在导入辅助部的导入流道的各种方式的图。

具体实施方式

一实施方式的偏心枢转驱动装置包括旋转轴、壳体、容纳区域、轴承以及枢转轴。

所述旋转轴具有偏心的贯通孔。

所述壳体可旋转地容纳所述旋转轴。

所述容纳区域设置在所述壳体内，可容纳处理液。

所述轴承设置在所述旋转轴的所述贯通孔内。

所述枢转轴由所述轴承可旋转地支撑。并且，所述枢转轴具有配置在所述容纳区域内的端部以及利用枢转运动将容纳在所述容纳区域的所述处理液从所述端部引导至所述轴承的流道。

通过枢转轴枢转，对该枢转轴端部的流道内的处理液作用离心力，将其变为抽吸力，从而将处理液供给至轴承。由此，不需要设置现有技术中的移动板等单独的泵机构。因此，可以防止由摩擦导致的能量损失或部件损坏，且通过处理液进行适当的润滑或冷却。

所述流道可以具有形成为随着远离所述端部，所述流道截面面积扩大的扩大部。由此，随着远离容纳处理液的区域，作用于处理液的离心力变大，从而可以提高处理液的抽吸力。

所述扩大部可以形成为阶梯状。从而，在制造枢转轴时，扩大部的加工变得容易。或者，所述扩大部也可以形成为锥状。

所述枢转轴可以具有设置在所述端部的、用于辅助将所述处理液导入至所述流道内的导入辅助部。

例如，所述导入辅助部可以具有作为所述扩大部起作用的导入流道，或者，也可以具有形成为螺纹槽状或螺纹流道状的导入流道。由此，通过扩大部产生的高离心力作用或通过螺纹形状产生的吸引作用，从而可以将处理液可靠地导入至流道内。

所述流道可以具有在轴向上贯通所述枢转轴的贯通部。由此，通过贯通部，可以向连接至所述枢转轴的端部(与配置在区域内的端部相反侧的端部)的被驱动装置等供给处理液。

所述偏心枢转驱动装置也可以进一步具有自转限制机构，所述自转限制机构设置在所述枢转轴的端部侧，用于限制所述枢转轴的自转。根据这样的结构，通过在枢转轴枢转时使区域内的处理液飞散，从而可以将处理液供给至自转限制机构。从而，也可以利用枢转轴的枢转运动对自转限制机构进行润滑或冷却。

以下，参考附图说明本发明实施方式。

[第一实施方式]

图1是表示本发明第一实施方式的偏心枢转驱动装置的简要截面图。该偏心枢转驱动装置例如用作泵(例如真空泵)、压缩机、或其他装置的驱动源。

偏心枢转驱动装置100包括壳体10、设置在壳体10内的转子11和配置在转子11周围且安装于壳体10的定子12。

壳体10包括具有圆柱状外观的主体1和安装于所述主体1的两端的开口部的盖2、3。

转子11具有旋转轴6和设置在该旋转轴6周围的转子芯7。通过安装于所述壳体10的所述主体1的轴承安装部1a上的轴承14，可旋转地支撑旋转轴6。定子12具有线圈8和定子芯9。

图2是以轴向(Z轴方向)观看该偏心枢转驱动装置的旋转轴6的图。在与旋转轴6的轴心偏离的位置形成有贯通孔6a，在该贯通孔6a内设置有可旋转地支撑枢转轴13的轴承15。

在壳体10的两个盖2及3中的任意一个盖3上形成有孔3a，枢转轴13的输出端部13a从所述孔3a露出壳体10外。

枢转轴13的输出端部13a连接于例如未图示的涡旋机构、活塞机构、隔膜机构等。在活塞机构或隔膜机构连接至所述偏心枢转驱动装置100时，通过未图示的连杆等部件将它们连接，并将枢转轴13的枢转运动转换为直线运动。

在枢转轴13的与输出端部13a相反侧的端部13b侧连接有自转限制机构(自转防止机构)20。自转限制机构20具有固定于枢转轴13的枢转板21以及在枢转板21和壳体10(盖2)之间连接的曲柄销25。枢转板21例如是圆板状，其中心位置固定有枢转轴13。枢转板21也可以是圆板状以外的形状。枢转轴13也可以固定于偏离枢转板21的中心位置的位置。

曲柄销25的一个端部通过轴承22可旋转地连接至枢转板21，曲柄销25的另一端部通过轴承23可旋转地连接至盖2的内表面。曲柄销25可以设置为多个，也可以设置为一个。

作为壳体10的一部分的盖2设置有容纳用作处理液的润滑油F的容纳区域19。例如，通过在厚度厚于盖3的板状盖2上形成凹部来设置容纳区域19。在本实施方式中，偏心枢转驱动装置100采用旋转轴6及枢转轴13的轴向配置为基本竖直的姿势。因此，在旋转轴6及枢转轴13侧开口的容纳区域19储存润滑油F。

枢转轴13配置在其端部13b配置于容纳区域19内且浸入润滑油F的位置。

枢转轴13在其内部具有使润滑油F流通的流道131。该流道131具有沿轴向形成的轴向力流道131a以及自该轴向力流道131a沿枢转轴13的径向延伸的径向流道131b。径向流道131b的端部连接至轴承15。根据这样的流道131的结构，可以将润滑油F从枢转轴13的端部13b引导至轴承15。

对如上结构的偏心枢转驱动装置100的作用进行说明。

通过定子12及转子11的电磁相互作用，使转子11旋转。如果转子11旋转，则枢转轴13绕其旋转轴6的中心枢转。此时，通过自转限制机构20，枢转轴13及枢转板21一体枢转，从而限制枢转轴13的自转。该枢转运动的动力成为泵、压缩机或者其他装置的动力源。

另外，在枢转轴13绕旋转轴6的中心枢转时，通过该枢转运动，对枢转轴13的端部13b中的流道131内的润滑油F施加离心力。这样，流道131内的润滑油F承受来自流道131内的壁面的阻力，该阻力变为抽吸力，并引导至电阻少的一侧，即引导至流道131的上方侧。这样，在流道131内吸入润滑油F，通过轴向力流道131a及径向流道131b，将足量的润滑油F供给至轴承15。由此，冷却枢转轴13及轴承15，另外可以润滑轴承15。

这样，在本实施方式中，不需要设计现有技术中的具有重量的移动板等的其他泵机构，从而可以防止因摩擦造成的能量损失或部件损坏，且通过润滑油F可以进行适当的润滑或冷却。

在本实施方式中，枢转轴13枢转时，可以使容纳区域19内的润滑油飞散。由此，可以将润滑油F供给至如自转限制机构20的曲柄销25的轴承22及23，从而可以对这些部件进行润滑或冷却。

另外，仅通过离心力对润滑油F的抽吸力变弱时，也可以进行使轴向力流道131a的流道电阻变小的加工。使流道电阻变小的加工具有至少对轴向力流道131a内的壁面进行防水处理，或在轴向力流道131a的壁面沿轴向形成多个槽等。或者，也可以在流道131内的壁面，形成如后述的图7A及7B所示形状的螺纹槽替代沿轴向的多个槽。或者，也可以设置如后述的图7C所示形状的螺纹流道替代轴向力流道131a。

[第二实施方式]

图3是表示本发明的第二实施方式的枢转轴33的截面图。在后续说明中，简化或省略说明与图1等所示的实施方式的偏心枢转驱动装置100所包含的部件或功能等相同的部件，围绕不同点进行说明。

设置在该枢转轴33的流道331的轴向力流道331a的流道截面面积，随着远离容纳区域19(参考图1)侧的端部33b侧，流道截面面积形成为呈阶梯状扩大。也就是说，流道331的轴向力流道331a作为扩大部起作用。例如，轴向力流道331a具有流道截面面积从小到大顺序的第一流道336、第二流道337及第三流道338。另外，该轴向力流道331a从端部33b贯通至输出端部33a，作为贯通部起作用。

径向流道331b从第二流道337开始分支设置，另一个径向流道331b从第三流道338开始分支设置。

该轴向力流道331a的第三流道338的内径是第一流道336内径的2至5倍左右。但这些流道的内径不限于此范围，可适当变更。

第一、第二及第三流道336、337及338的轴向长度比约为1∶1∶2。但也可以是1∶1∶1，也可以进行其他适当设置。

根据如此构成的轴向力流道331a，在枢转轴33的恒定枢转速度下，随着远离端部33b，作用于润滑油的离心力(＝mrω²)变大，从而可以提高润滑油的抽吸力。

并且，由于该轴向力流道331a在轴向贯通，从而可以向连接至输出端部33a的未图示的被驱动装置的机器供给润滑油。

另外，在本实施方式中，通过将轴向力流道331a形成为阶梯状扩大，从而在制造枢转轴33时，该轴向力流道331a的加工变得容易。也就是说，在该例中，为了形成具有三个等级内径的流道336、337及338，采用具有三个等级粗细的钻头进行打孔加工，从而可以简便地形成轴向力流道331a。

另外，在本实施方式中，枢转轴33的轴向力流道具有三个等级的流道截面面积，其还可以是二个等级或四个等级以上。

[第三实施方式]

图4是表示本发明第三实施方式的枢转轴的截面图。

该枢转轴43的轴向力流道431a形成为随着远离端部43b连续扩大的锥状。自轴向力流道431a延伸径向流道431b。在轴向力流道431a的锥状中，区分该流道431a的壁面和空间的线形成为如图4所示以截面所见的曲线状，但也可以是直线状。

如此构成的轴向力流道431a与上述第二实施方式同样，由于可以提高离心力，从而可以提高润滑油的抽吸力。另外，由于轴向力流道431a在轴向贯通，因此也可以向连接至输出端部43a的未图示的被驱动装置的机械供给润滑油。

[第四实施方式]

图5是表示本发明第四实施方式的枢转轴及容纳区域附近的截面图。

本实施方式的枢转轴53具有主体55和连接至所述主体55端部53b并固定的导入辅助部54。导入辅助部54是用于辅助将润滑油F导入流道531的部件。该导入辅助部54配置于容纳区域19，导入辅助部54的一部分(或全部)浸入润滑油F中。

导入辅助部54具有与例如主体55的外径实质相同的外径，形成为圆筒状。并且，导入辅助部54在内部形成有作为扩大部起作用的导入流道541，并连通至形成于主体55的流道(轴向力流道)531。主体55的流道531为例如图1所示的与枢转轴13的流道131(轴向力流道131a)实质相同的形状。

这样，如果在枢转轴53的至少端部设置作为扩大部起作用的导入流道541，则在导入辅助部54内的导入流道541内对润滑油F施加相比上述第一至第三实施方式的情况更大的离心力。由此，可以将润滑油F可靠地导入至主体55的流道531。

在本实施方式中，对导入辅助部54作为与主体55不同的部件进行了说明，但这些部件可以是相同部件，也可以在枢转轴53的端部形成导入流道541。

另外，在图4(及图1)所示的例子中，容纳于容纳区域19内的润滑油F的液面与枢转轴的端部中的流道内的润滑油F的液面一致。但是，根据枢转轴的端部中的流道内径，在容纳区域19中仅储存润滑油F时，由于流道内的气压，存在不流入其枢转轴的端部中的流道内的情况。即使在这种情况下，如果枢转轴开始枢转运动，则润滑油F从其端部被吸入至流道内。

[第五实施方式]

图6是表示本发明第五实施方式的偏心枢转驱动装置的截面图。

本实施方式的偏心枢转驱动装置200以沿水平方向或沿其附近方向配置枢转轴63及旋转轴6的姿势使用。润滑油F的容纳区域29设置在主体1的下方侧，在本例中设置在轴承安装部1a及盖2之间。安装于枢转轴63的、作为自转限制机构20的枢转板21的一部分的下部侧配置于容纳区域29内并浸入润滑油F中。

容纳区域29可为任何方式，只要它处于主体1的下方侧且至少在驱动偏心枢转驱动装置200时具有枢转板21的一部分浸入的配置及结构。

形成于枢转轴63的流道631具有径向导入通路631c。径向导入通路631c形成在径向方向，将润滑油F导入至轴向力流道631a内。径向导入通路631c中形成有在上方侧开口的导入口631d。导入口631d设置在通过枢转板21的枢转运动飞散的润滑油F可附着的位置，通常情况下，设置在枢转轴63的端部。

如上所述，枢转轴63通过自转限制机构20进行自转限制，即使是驱动偏心枢转驱动装置200时，也处于大致保持枢转轴63的姿势的状态。因此，如图6所示的偏心枢转驱动装置200的姿势中，导入口631d的开口方向大致固定为向上。

盖2上安装有导向部件39。例如，盖2上形成有凹部2a，在该凹部2a内配置有所述导向部件39。导向部件39具有如后所述具有将飞散的润滑油F引导至枢转轴63的导入口631d的功能。在沿枢转轴63的方向观看，导向部件39可以形成为直线状，也可以形成例如檐槽状或穹顶状的曲线状(例如圆弧状、椭圆弧状)。导向部件39的下表面39a设置位于靠近导入口631d的下方。另外，凹部2a可为与例如在上述实施方式中形成容纳区域19的凹部相同的结构。

驱动偏心枢转驱动装置200时，枢转轴63枢转，与此同时枢转板21枢转。通过枢转板21枢转移动，产生搅拌润滑油F的作用，从而容纳区域29内的润滑油F飞散。由此，飞散的润滑油F的一部分附着于导向部件39的下表面39a，附着于下表面39a的润滑油F由于重力原因传导流入其下表面39a，从而导入至导入口631d。并且，润滑油F通过枢转轴63的径向导入通路631c流入至枢转轴63的轴向力流道631a内。通过枢转轴63的枢转，向轴向力流道631a内的润滑油F施加离心力，由此，润滑油F通过径向流道631b到达轴承15。

另外，驱动偏心枢转驱动装置200时，枢转板21位于最上方时，枢转板21的下部侧可无需配置于容纳区域29内(可以不浸入润滑油F内)。

如上所述，即使配置偏心枢转驱动装置200以使得枢转轴63沿水平方向或沿与其附近的方向配置，通过本实施方式的枢转轴63及枢转板21，可以将润滑油F供给至轴承15。另外，配置于下方侧的曲柄销25及支撑其的轴承22配置于容纳区域29内，可以向这些部件供给足够量的润滑油F。并且，可以向轴承23供给足够的润滑油F。

[其他实施方式]

本发明涉及的实施方式不限于上述说明的实施方式，其他各种实施方式也可以实现。

即使在如图3及4所示的枢转轴33及43中，对流道内的壁面也可以进行如上所述的防水处理、轴向槽、螺纹槽、或螺纹流道等加工。螺纹槽或螺纹流道的形状如后述的图7A-7C所示。

如图1所示的枢转轴13的轴向力流道131a也可以在轴向上贯通枢转轴13。

如图5所示的导入辅助部54分别连接固定至如图1、3及4所示的枢转轴的端部，或者，导入流道541可以形成并作为这些枢转轴的端部的流道。

在上述实施方式中，导入辅助部54的导入流道541形成为扩大部的锥状。但是，这些导入流道也可以分别形成为螺纹槽状或螺纹流道状。“螺纹槽”形状的概念通常具有如图7A及7B所示的形状。在如图7A所示的导入流道546中，形成有螺纹槽。如图7B所示的导入流道547中，随着朝向枢转轴的轴向中心扩大的流道形成有螺纹槽。

或者，如图7C所示，导入流道548也可以形成为螺纹流道状(螺旋状流道)；或者，如图7C所示，螺旋状流道的整体宽度(垂直于轴向的方向的宽度)可以形成为随着朝向轴向中心扩大。

在上述第一实施方式中，设置有自转限制机构20，但也可不设置自转限制机构20，枢转轴13设置为相对于旋转轴6自由旋转(自转)。

在上述实施方式中，容纳区域19形成在盖2中，但也可在壳体10内设置可容纳润滑油F的未图示的容器等。

在图6所示的实施方式中，也可以没有导向部件39。在这种情况下，驱动时，通过枢转轴63向上方飞散的润滑油由于重力自然落下时，润滑油附着在导入口631d或导入口631d附近，从而导入至流道631内。另外，在这种情况下，导入口631d可在Z轴向上配置于枢转板21与旋转轴6之间的位置。

图6所示的实施方式中，作为自转限制机构20一部分设置有枢转板21。但是，设置枢转板的目的不仅在于自转限制，还在于使润滑油F飞散的目的。在这种情况下，不需要曲柄销25等，并且，枢转板的形状也可以进行各种变更。

图6所示的实施方式中，径向流道631b形成为从轴向力流道631a向上方延伸。但是，这些径向流道631b也可以形成为从轴向力流道631a向下方延伸。由此，导入至轴向力流道631a的润滑油F由于自身重量可以容易地流入沿其下方延伸的径向流道631b。

符号说明

F：润滑油；

6：旋转轴；

6a：贯通孔；

10壳体；

13、33、43、53：枢转轴；

13a：输出端部；

13b、33b、43b、53b：端部；

14、15：轴承；

15：轴承；

19：容纳区域；

20：自转限制机构；

54：导入辅助部；

100：偏心枢转驱动装置；

131、331、431、531：流道；

541：导入流道

Claims (10)

1.一种偏心枢转驱动装置，其特征在于，包括：

旋转轴，具有偏心的贯通孔；

壳体，可旋转地容纳所述旋转轴；

容纳区域，设置在所述壳体内，可容纳处理液；

轴承，设置在所述旋转轴的所述贯通孔内；

枢转轴，具有配置在所述容纳区域内的端部以及利用枢转运动使容纳在所述容纳区域的所述处理液从所述端部引导至所述轴承的流道，由所述轴承可旋转地支撑。

2.根据权利要求1所述的偏心枢转驱动装置，其中，所述流道具有形成为随着远离所述端部而流道截面面积扩大的扩大部。

3.根据权利要求2所述的偏心枢转驱动装置，其中，所述扩大部形成为阶梯状。

4.根据权利要求2所述的偏心枢转驱动装置，其中，所述扩大部形成为锥状。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的偏心枢转驱动装置，其中，所述枢转轴具有设置在所述端部的、辅助将所述处理液导入至所述流道内的导入辅助部。

6.根据权利要求5所述的偏心枢转驱动装置，其中，所述导入辅助部具有作为所述扩大部起作用的导入流道。

7.根据权利要求5所述的偏心枢转驱动装置，其中，所述导入辅助部具有形成为螺纹槽状或螺纹流道状的导入流道。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的偏心枢转驱动装置，其中，所述流道具有在轴向上贯通所述枢转轴的贯通部。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的偏心枢转驱动装置，其中，进一步包括：

自转限制机构，设置在所述枢转轴的端部侧，限制所述枢转轴的自转。

10.一种偏心枢转驱动装置，其特征在于，包括：

旋转轴，具有偏心的贯通孔；

壳体，可旋转地容纳所述旋转轴，

容纳区域，设置在所述壳体内，可容纳处理液；

轴承，设置在所述旋转轴的所述贯通孔内；

枢转板，配置为所述枢转板的一部分至少在枢转时浸入容纳在所述容纳区域的所述处理液，通过枢转运动可使所述处理液飞散；

枢转轴，具有在通过所述枢转板的枢转运动而飞散的所述处理液可附着的位置设置的所述处理液的导入口以及连通所述导入口和所述轴承之间的流道，连接所述枢转板，由所述轴承可旋转地支撑。

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