叶片式压缩机的制作方法

本发明涉及叶片式压缩机。

背景技术：

以往，关于叶片式压缩机，公开了以下的结构：在气缸体的内部空间以能够旋转的方式收纳转子，在形成于转子的外周面的叶片槽收纳叶片(例如，参照日本特开2014－194177号公报(专利文献1))。在专利文献1所记载的压缩机中，利用叶片的底面与叶片槽的底面形成背压室，朝背压室供给润滑油。

专利文献1：日本特开2014－194177号公报

在背压室周围的区域、即转子的中心侧的区域，借助从背压室泄漏的润滑油进行叶片与叶片槽之间的滑动部的润滑。但是，在叶片式压缩机中，滑动部不仅存在于叶片与叶片槽之间，而且在旋转的转子以及叶片与侧板之间也存在滑动部位，为了防止产生烧伤，需要确保润滑性。

技术实现要素：

本发明的目的在于能够确保转子与侧板之间的润滑性的叶片式压缩机。

本发明所涉及的叶片式压缩机具备壳体、旋转轴、转子、叶片以及压缩室。壳体具有筒状的缸体部、结合于缸体部的两端且与缸体部一起划分形成缸体室的第1划分壁以及第2划分壁。旋转轴支承于壳体，并且能够旋转地设置于缸体室。转子固定于旋转轴。在转子的外周形成有叶片槽。叶片被插入到叶片槽中。利用缸体部的内周面、第1划分壁的端面、第2划分壁的端面、转子的外周面以及叶片在缸体室内划分而形成压缩室。在第1划分壁的端面与第2划分壁的端面中的至少任意一方，围绕旋转轴形成有能够供润滑油流通的凹部。在凹部内形成台阶，从而形成多段深度。在凹部利用台阶设置有位于最外周侧的环状的第1台阶部、以及位于相比第1台阶部靠内周侧的位置且比第1台阶部深的第2台阶部。第2台阶部以具有与所述叶片槽对置的对置状态和不与所述叶片槽对置的非对置状态的方式具备多个圆弧部，在多个圆弧部之间隔着非连续部分。非连续部分具有与第1台阶部相等的深度。凹部的外缘位于相比转子的外缘靠内周侧的位置。

在上述的叶片式压缩机中，缸体部与第1划分壁形成为一体。在上述的叶片式压缩机中，圆弧部由一对圆弧状部分形成。或者，圆弧部由一对扇形形状部分形成。

根据本发明，能够确保转子与侧板之间的润滑性。

附图说明

图1是示出基于实施方式的压缩机的截面图。

图2是沿着图1的ii－ii线的压缩机的截面图。

图3是沿着图1的iii－iii线的压缩机的截面图。

图4是放大示出后侧板的凹部附近的截面图。

图5是放大示出底壁部的凹部附近的截面图。

其中，附图标记说明如下：

10：压缩机；11：壳体；12：后壳体；12a：周壁；13：前壳体；13a、15a：排油槽；13ac、15ac：非连续部分；13b、14a、14b、15b：凹部；13p：底壁部；13s、15s：端面；14：缸体部；14c：内周面；14d：缸体室；15：后侧板；15aa：近似扇形形状部分；15ab：小径圆弧形状部分；15d：油供给通路；15e：背压供给孔；16：旋转轴；17a：轴封装置；18：转子；18a：叶片槽；18c：外周面；19：叶片；20：吸入空间；21：压缩室；22：吸入口；23：吸入孔；30：排出室；31：排出口；32：排出阀；34：排出口；41：背压室；131、151：第1台阶部；132、152：第2台阶部；133：第3台阶部；141b：延伸设置面；142b：安装面；o：轴心。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行说明。存在对相同的部件以及相当部件标注相同的参照标号并不再重复的说明的情况。在图中，并未以实际的尺寸比例记载，为了容易理解构造而使一部分比例不同地记载。

[压缩机10的结构]

图1是示出基于实施方式的压缩机10的截面图。图2是沿着图1的ii－ii线的压缩机10的截面图。图3是沿着图1的iii－iii线的压缩机10的截面图。压缩机10是叶片式压缩机。压缩机10搭载于车辆，用于车辆的空调装置。

另外，在以下的说明中，将图1所示的压缩机10的图中左方向称作前方，将图1所示的压缩机10的图中右方向称作后方。以下的说明的轴向、径向以及周向表示旋转体亦即旋转轴16以及转子18的轴向、径向以及周向。

如图1所示，压缩机10的壳体11由有底圆筒状的后壳体12(shell)、以及与后壳体12的前端面结合的前壳体13形成。后壳体12具有周壁12a(也参照图2、图3)。前壳体13具有筒状的缸体部14、以及堵塞缸体部14的内部空间的底壁部13p。前壳体13形成为有底圆筒状。底壁部13p构成第1划分壁。缸体部14收纳在后壳体12内。底壁部13p与缸体部14形成为一体。后壳体12以及前壳体13的材质例如为金属。

筒状的缸体部14从底壁部13p延伸。缸体部14具有在与底壁部13p相反侧敞开的端部亦即敞开端部。与缸体部14的敞开端部对置地配置后侧板15。后侧板15使用未图示的螺栓固定于缸体部14的敞开端部。后侧板15构成第2划分壁。前壳体13以及后侧板15将旋转轴16支承为能够旋转。旋转轴16贯通缸体部14内。在旋转轴16与前壳体13之间设置有唇形密封型的轴封装置17a。轴封装置17a防止沿着旋转轴16的周面的制冷剂气体的泄漏。

底壁部13p具有划分缸体室14d的一方的端面13s。端面13s朝向后方。后侧板15具有划分缸体室14d的另一方的端面15s。端面15s朝向前方。一方的端面13s与另一方的端面15s隔开间隔平行地设置且相互对置。

筒状的缸体部14利用底壁部13p以及后侧板15划分出缸体室14d。在缸体室14d设置具有圆筒状的形状的转子18。转子18能够一体旋转地安装于旋转轴16。转子18的前端面与底壁部13p的端面13s对置。转子18的后端面与后侧板15的端面15s对置。

如图2以及图3所示，缸体部14的内周面14c形成为椭圆状。在缸体室14d设置有转子18。多个叶片槽18a以呈放射状延伸的方式形成于转子18的外周面18c。在多个叶片槽18a分别能够出没地收纳有叶片19。朝多个叶片槽18a分别供给后述的排出区域35内的润滑油。

伴随着旋转轴16的旋转，转子18旋转，多个叶片19中的几个叶片被朝叶片槽18a的外部压出。当叶片19的前端面与缸体部14的内周面14c接触时，在转子18的外周面18c、缸体部14的内周面14c、相邻的一对叶片19、底壁部13p的端面13s(图1)与后侧板15的端面15s(图1)之间划分出多个压缩室21。在转子18的旋转方向上，压缩室21扩大容积的行程为吸入行程，压缩室21减少容积的行程为压缩行程。

转子18的外周面18c形成压缩室21的内周侧的壁面。缸体部14的内周面14c形成压缩室21的外周侧的壁面。底壁部13p的端面13s形成压缩室21的前方侧的壁面。后侧板15的端面15s形成压缩室21的后方侧的壁面。压缩室21形成于缸体室14d。

如图1以及图2所示，在后壳体12形成有贯通周壁12a的吸入口22。在吸入口22的外周部分连接有接头部24。在接头部24连接有吸入配管25。制冷剂气体经由吸入配管25流入吸入口22内。吸入口22形成供制冷剂通过的制冷剂通路。在吸入口22内设置有防止制冷剂的倒流的未图示的单向阀。

在缸体部14的外周面遍及缸体部14的周向上的整周形成有凹部14a。利用凹部14a以及后壳体12的内周面划分出吸入空间20。吸入空间20与吸入口22连通。缸体部14与后壳体12的内周面协作，在后壳体12(shell)内划分出吸入空间20。

吸入空间20形成于旋转轴16的径向上的缸体部14与后壳体12之间。

如图2所示，吸入空间20在缸体部14与后壳体12之间形成为环状，且沿周向延伸。吸入空间20形成为包围压缩室21的整周。

在旋转轴16的轴向上，吸入空间20以及吸入口22配置成与压缩室21重叠。在缸体部14形成有与吸入空间20连通的一对吸入孔23(图2)。在吸入行程时，压缩室21与吸入空间20经由吸入孔23连通。吸入孔23沿径向贯通缸体部14。吸入孔23在缸体部14的内周面14c开口，并且在吸入空间20开口。

吸入孔23、吸入空间20以及吸入口22相对于压缩室21形成于径向外侧。吸入孔23、吸入空间20以及吸入口22存在于使在底壁部13p的端面13s与后侧板15的端面15s之间划分的压缩室21沿径向延长而形成的区域内。

如图3所示，在缸体部14的外周面凹陷设置有一对凹部14b(也参照图1)。一对凹部14b隔着旋转轴16相互位于相反侧。各凹部14b由从缸体部14的外周面朝向旋转轴16延伸的延伸设置面141b、以及与延伸设置面141b交叉且朝向缸体部14的外周面延伸的安装面142b形成。

利用延伸设置面141b、安装面142b以及后壳体12的内周面划分出一对排出室30。排出室30位于径向上的缸体部14与后壳体12之间(也参照图1)。在缸体部14形成有在安装面142b开口而将压缩室21与排出室30连通的排出口31。排出口31由安装于安装面142b的排出阀32开闭。由压缩室21压缩后的制冷剂气体压退排出阀32，经由排出口31朝排出室30排出。

排出室30位于相比吸入空间20靠后方侧的位置。吸入空间20与排出室30形成于轴向上不同的位置。吸入空间20位于相比排出室30接近底壁部13p的位置。排出室30位于相比吸入空间20接近后侧板15的位置。

如图2、3所示，在收纳于各叶片槽18a的各叶片19的底面与各叶片槽18a的底面之间形成有背压室41。各叶片19通过各背压室41内的压力变化而能够相对于各叶片槽18a出没。如图1所示，在底壁部13p的端面13s形成有排油槽13a。相邻的背压室41形成为能够经由排油槽13a相互连通。

如图1所示，在后侧板15的端面15s形成有在径向内周侧包含排油槽15a的凹部15b。如图3所示，凹部15b以构成旋转轴16以及转子18的旋转中心的轴心o为中心形成为圆形状，外缘形成为环状。凹部15b形成有台阶，由此深度形成为多段。图4是放大示出后侧板15的凹部15b附近的截面图。在本实施方式中，如图4所示，在径向最外周侧形成有环状的第1台阶部151，在相比第1台阶部151靠内周侧形成有比第1台阶部151深的第2台阶部152。第2台阶部152相当于排油槽15a。凹部15b的外缘位于相比排油槽15a的外周部的缘靠径向外侧的位置。

如图3所示，排油槽15a由围绕旋转轴16且以轴心o为中心的两个近似扇形形状部分15aa、以及连接近似扇形形状部分15aa的小径圆弧形状部分15ab形成。小径圆弧形状部分15ab形成于相比背压供给孔15e靠内周侧的位置。小径圆弧形状部分15ab的外周侧为近似扇形形状部分15aa不连续的非连续部分15ac。

叶片槽18a伴随着旋转轴16的旋转而重复与近似扇形形状部分15aa对置的状态以及不与近似扇形形状部分15aa对置的状态。近似扇形形状部分15aa具有如下功能：当与叶片槽18a对置时，取入从叶片槽18a内压出的润滑油，另一方面，朝叶片槽18a供给润滑油，调整叶片槽18a内的背压。近似扇形形状部分15aa构成本实施方式的圆弧部。

小径圆弧形状部分15ab形成于相比背压供给孔15e靠内周侧的位置。小径圆弧形状部分15ab以及非连续部分15ac位于与压缩机10的排出行程相当的位置。在排出行程中，需要较高地维持叶片槽18a内的背压且可靠地划分压缩室21，因此形成为叶片槽18a与排油槽15a(近似扇形形状部分15aa)不对置的结构。

相邻的背压室41形成为能够经由排油槽15a相互连通。在叶片槽18a的径向最内侧形成槽的宽度扩展的宽幅部。如图2、3所示，从轴向观察，叶片槽18a的宽幅部形成为近似圆形状。凹部15b的外缘位于相比叶片槽18a的宽幅部靠径向外侧的位置。凹部15b的外缘相比转子18的外缘形成为小径。

各叶片槽18a形成为能够与底壁部13p的排油槽13a连通，并且能够与后侧板15的排油槽15a连通。背压室41的前方端能够与底壁部13p的排油槽13a连通。背压室41的后方端能够与后侧板15的排油槽15a连通。

在压缩行程中，叶片19从缸体部14的内周面14c接受应力，朝径向内侧移动。从朝叶片槽18a内移动的叶片19的底面向背压室41内的润滑油作用压力。此时，润滑油从背压室41流出，并经由排油槽13a、15a朝压力相对低的背压室41流入。这样，能够活用排油槽13a、15a来进行背压室41内的压力的调整。

如图1所示，在底壁部13p的端面13s还形成有在径向内周侧包含排油槽13a的凹部13b。凹部13b的外缘形成为环状。凹部13b形成有台阶，由此深度形成为多段。图5是放大示出底壁部13p的凹部13b附近的截面图。如图5所示，与后侧板15的端面15s相同，形成有环状的第1台阶部131、以及位于相比第1台阶部131靠内周侧的位置且比第1台阶部131深的第2台阶部132。第2台阶部132相当于排油槽13a。

如图2所示，凹部13b围绕旋转轴16的周围形成以轴心o为中心的圆形状。排油槽13a由两个不连续的圆弧状部分形成。也就是说，在两个圆弧状部分之间存在具有与第1台阶部131相同的深度的非连续部分13ac。叶片槽18a伴随着旋转轴16的旋转而重复与圆弧状部分对置的状态以及不与圆弧状部分对置的状态。圆弧状部分具有调整叶片槽18a内的背压的功能。圆弧状部分构成本实施方式的圆弧部。

在排油槽13a的内周侧还形成有比第2台阶部132亦即排油槽13a浅的第3台阶部133。第3台阶部133的深度被设定为与第1台阶部131相等。即，排油槽13a可以说是通过在凹部13b的底面进一步设置凹部而形成的。凹部13b的外缘位于相比排油槽13a的外周侧的缘靠径向外侧的位置。凹部13b的外缘位于相比叶片槽18a的宽幅部靠径向外侧的位置。凹部13b的外缘相比转子18的外缘形成为小径。

如图1所示，在后壳体12的周壁12a形成有排出口34。在排出口34连续设置有接头部38。在接头部38连接有朝向压缩机10的外部(例如外部制冷剂回路的冷凝器)延伸的排出配管39。

在后壳体12的后侧利用后侧板15划分形成排出区域35。在排出区域35内配设有油分离器36。油分离器36是为了分离制冷剂气体中所含的润滑油而设置的。油分离器36具有有底圆筒状的外壳36a。在外壳36a的开口侧嵌合固定有圆筒状的油分离筒36b。

在外壳36a的下部形成有油通路36c。油通路36c将外壳36a内与排出区域35的底部侧连通。在后侧板15以及外壳36a形成有连通路37(也参照图3)。连通路37将排出室30与外壳36a内连通。在后侧板15形成有油供给通路15d以及背压供给孔15e。油供给通路15d以及背压供给孔15e将贮存于排出区域35的底部侧的润滑油引导至叶片槽18a。

[压缩机10的动作]

以下对压缩机10的动作进行说明。当旋转轴16旋转时，转子18以及叶片19旋转，从压缩机10的外部(例如，外部制冷剂回路)经由吸入口22朝吸入空间20吸入制冷剂气体。被吸入至吸入空间20的制冷剂气体经由吸入孔23吸入到吸入行程中的各压缩室21。被吸入至各压缩室21的制冷剂气体通过伴随着转子18的旋转的压缩室21的容积减少而被压缩。压缩后的制冷剂气体从各压缩室21经由排出口31朝各排出室30排出。

各排出室30内的制冷剂气体经由连通路37朝外壳36a内流出，喷射到油分离筒36b的外周面，并且一边在油分离筒36b的外周面回转一边引导至外壳36a内的下方。此时，通过离心分离从制冷剂气体分离润滑油。从制冷剂气体分离后的润滑油朝外壳36a的底部侧移动，并且经由油通路36c贮存于排出区域35的底部。

贮存于排出区域35的底部的润滑油从油供给通路15d经由背压供给孔15e引导至叶片槽18a，也朝排油槽13a、15a供给。利用叶片槽18a内的润滑油的压力将叶片19朝外周侧压出。利用被压出到外周侧的叶片19划分出压缩室21。利用引导至叶片槽18a的润滑油对叶片19与叶片槽18a的滑动部分进行润滑。供给至排油槽15a内的润滑油也被引导至凹部15b内，利用该润滑油对转子18与后侧板15的滑动部分进行润滑。供给至排油槽13a内的润滑油也被引导至凹部13b内，利用该润滑油对转子18与底壁部13p的滑动部分进行润滑。

在油分离器36中，分离润滑油后的制冷剂气体在油分离筒36b的内部朝上方移动，经由排出口34朝压缩机10的外部(例如，外部制冷剂回路)排出。

[作用以及效果]

接着，对上述的实施方式的压缩机10的作用以及效果进行说明。

在本实施方式的压缩机10中，如图1所示，在后侧板15的端面15s形成有在径向内周侧包含排油槽15a的凹部15b，并且，在底壁部13p的端面13s形成有在径向内周侧包含排油槽13a的凹部13b。

通过形成凹部13b、15b，并形成为使得润滑油能够在凹部13b、15b内流通，能够确保转子18的端面与后侧板15的端面15s以及底壁部13p的端面13s之间的润滑性。利用贮存于凹部13b、15b内的润滑油，能够促进支承于底壁部13p以及后侧板15的旋转轴16的轴承的润滑。

如上所述，排油槽13a、15a具有调整背压室41内的压力的功能。通过在排油槽13a、15a的基础上形成凹部13b、15b，能够增大能够收纳于排油槽13a、15a以及凹部13b、15b的内部的润滑油的量。由此，容易应对伴随着叶片19的移动的背压室41内的润滑油量的变动，因此能够促进背压室41内的压力调整。

排油槽13a、15a具备多个圆弧部。多个圆弧部被设置为之间隔着非连续部分13ac、15ac，以便具有叶片槽18a与排油槽13a、15a对置的状态和叶片槽18a不与排油槽13a、15a对置的状态。由此，在压缩机10的排出行程中，能够将在压缩室21内被压缩成高压的制冷剂气体朝排出室30排出，能够确保压缩机10的性能。

如果凹部13b、15b的外缘大于转子18的外缘，则当叶片19被从叶片槽18a压出而朝径向外侧移动时，叶片19会勾挂于凹部13b、15b与端面13s、15s的台阶，阻碍叶片19的移动。通过如本实施方式那样将凹部13b、15b的外缘形成为小于转子18的外缘，能够顺畅地进行叶片19相对于叶片槽18a的出没。

如果凹部13b、15b不在径向内周侧包含排油槽13a、15a而将凹部13b、15b与排油槽13a、15a分开，则会妨碍凹部13b、15b与排油槽13a、15a的连通，从而妨碍润滑油朝排油槽13a、15a的流入。通过如本实施方式那样凹部13b、15b在径向内周侧包含排油槽13a、15a，能够朝凹部13b、15b内容易地导入润滑油，因此，能够确保转子18与后侧板15以及底壁部13p之间的润滑性。通过在比转子18的外径小的范围内尽量增大凹部13b、15b的直径，能够抑制转子18与后侧板15的端面15s以及底壁部13p的端面13s的滑动接触和由此产生的滑动阻力。

另外，在转子18的旋转中，在转子18与后侧板15以及底壁部13p之间形成油膜，因此，难以产生转子18与后侧板15以及底壁部13p的接触。在转子18的停止中，存在转子18因润滑油的压力差而沿轴向移动，转子18与底壁部13p和后侧板15中的任意一方接触的情况。因此，在转子18刚开始旋转后，最容易产生接触。如本实施方式那样，形成比排油槽13a、15a的外缘大的凹部13b、15b，由此能够减小转子18与底壁部13p以及后侧板15的端面13s、15s接触的面积，并且，从排油槽13a、15a朝凹部13b、15b导入的润滑油朝径向外侧供给而形成油膜变得容易，因此能够有效地抑制接触。

此外，如图1所示，缸体部14与底壁部13p形成为一体。在底壁部13p的端面13s形成有以轴心o为中心的呈圆形状的凹部13b。通过形成凹部13b，并朝凹部13b内导入润滑油，能够确保转子18与底壁部13p之间的润滑性。即便在通过铸造等将缸体部14与底壁部13p形成为一体的情况下，通过使相对于底壁部13p相对旋转的工具与端面13s接触来对端面13s进行机械加工，也能够容易地形成圆形状的凹部13b。

此外，如图1所示，凹部13b、15b的第1台阶部131、151从端面13s、15s凹陷的深度比排油槽13a、15a从端面13s、15s凹陷的深度浅。如果凹部13b、15b过深，则从凹部13b、15b朝轴承部逃出的润滑油的量变多，在凹部13b、15b内贮存润滑油的功能降低。叶片19朝相对于径向倾斜的方向倾斜，其结果，存在产生噪声的情况。通过如本实施方式那样将凹部13b、15b的深度规定为比排油槽13a、15a浅，能够抑制噪声的产生，并能够使叶片19顺畅地移动。

另外，在以上的说明中，对底壁部13p与缸体部14形成为一体的例子进行了说明。也可以代替该例子，转而形成为如下结构：将底壁部13p作为前侧板与缸体部14分体形成，在轴向上隔开间隔配置的前侧板与后侧板15之间配置缸体部14。

也可以利用两个近似扇形形状部分、以及连接两个近似扇形形状部分的小径圆弧形状部分形成排油槽13a。也可以利用两个圆弧状部分形成排油槽15a。

以上，对实施方式进行了说明，上述的公开内容在全部方面都只是例示而已，并不进行限定。本发明的技术范围由权利要求的范围表示，意图包含与权利要求的范围等同的意思以及范围内的全部的变更。