涡旋压缩机的制作方法

本发明涉及一种涡旋压缩机，通过使动涡盘相对于定涡盘公转回旋运动，从而在形成于两个涡盘的缠绕件之间的压缩室内对工作流体进行压缩。

背景技术：

一直以来，这种涡旋压缩机构成为，包括压缩机构，上述压缩机机构由定涡盘和动涡盘形成，其中，上述定涡盘在镜板的正面设有涡卷状的缠绕件，上述动涡盘在镜板的正面设有涡卷状的缠绕件，通过使各涡盘的缠绕件相对以在缠绕件之间形成压缩室，并利用马达使动涡盘相对于定涡盘公转回旋运动，从而在压缩室内对工作流体(制冷剂)进行压缩(例如，参照专利文献1)。

在这种情况下，在动涡盘的镜板的背面形成有背压室，上述背压室用于克服来自压缩室的压缩反作用力而将动涡盘按压于定涡盘。以往，通过在对排出压力进行调节之后供给至上述背压室，且将背压室的压力维持恒定，从而将大于压缩反作用力的恒定的背压载荷附加于动涡盘。此外，在专利文献1中采用如下结构：在压缩最终工序(设计排出结束工序)的附近形成使吸入侧与背压室连通的平衡孔，通过上述平衡孔对各滑动部分强制地供油。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭61－178589号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

在此，压缩反作用力在动涡盘的公转回旋运动的一次旋转过程中大幅地变动。此外，以往，背压载荷设定为比上述变动的压缩反作用力的最大值大。因而，在压缩反作用力变小的回旋角度中，将动涡盘按压于定涡盘的力过剩，且各缠绕件与供各缠绕件按压的镜板的摩擦力变大，从而存在消耗动力增大的问题。

上述压缩反作用力理论上在上述排出结束工序中最小。因而，还可想到例如像专利文献1那样在设计排出结束工序(压缩最终工序)附近通过平衡孔使吸入侧与背压室连通。

然而，即使经过了设计排出结束工序，由于缠绕件之间通过油密封，因此，压缩反作用力也会比设计排出结束工序更晚地减小。因而，若像以往那样在设计排出结束工序中使吸入侧与背压室连通，则按压力不足，在最差的情况下背压载荷变得小于压缩反作用力，而使两个涡盘分离，从而存在引起压缩不良的问题。

本发明为解决上述现有的技术问题而作，其目的在于提供一种涡旋压缩机，能在不引起压缩不良的情况下，减小两个涡盘之间的摩擦力。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的涡旋压缩机包括压缩机构，上述压缩机构由定涡盘和动涡盘构成，其中上述定涡盘和动涡盘分别在各镜板的各正面上相对地形成有涡卷状的缠绕件，通过使动涡盘相对于定涡盘公转回旋运动，从而在形成于两个涡盘的各缠绕件之间的压缩室内对工作流体进行压缩，其特征是，包括：背压室，上述背压室形成于动涡盘的镜板的背面；以及连通部，上述连通部通过公转回旋运动的动涡盘敞开、闭合，并用于使背压室与吸入压力区域连通，上述连通部在比压缩机构的设计排出结束工序延迟了规定的回旋角度后的角度处，使背压室与吸入压力区域连通。

技术方案2的发明的涡旋压缩机在上述发明的基础上，其特征是，连通部在比压缩机构的设计排出结束工序的回旋角度延迟了各缠绕件之间被油封的范围后的角度处，使背压室与吸入压力区域连通。

技术方案3的发明的涡旋压缩机是在上述发明的基础上，其特征是，连通部在规定的回旋角度的范围内形成多个，其中，上述规定的回旋角度的范围以比压缩机构的设计排出结束工序的回旋角度延迟了各缠绕件之间被油封的范围后的角度为中心。

技术方案4的发明的涡旋压缩机是在上述各发明的基础上，其特征是，包括推力板，上述推力板与动涡盘的镜板的背面接触，并划分出背压室和吸入压力区域，连通部形成于推力板。

技术方案5的发明的涡旋压缩机在上述各发明的基础上，其特征是，由开设于背压室和吸入压力区域的孔，构成连通部。

技术方案6的发明的涡旋压缩机是在技术方案1至4的发明的基础上，其特征是，由从背压室跨及吸入压力区域的槽，构成连通部。

发明效果

根据本发明，涡旋压缩机包括压缩机构，上述压缩机构由定涡盘和动涡盘构成，其中，上述定涡盘和动涡盘分别在各镜板的各正面上相对地形成有涡卷状的缠绕件，通过使动涡盘相对于定涡盘公转回旋运动，从而在形成于两个涡盘的各缠绕件之间的压缩室内对工作流体进行压缩，其中，涡旋压缩机包括背压室，上述背压室形成于动涡盘的镜板的背面；以及连通部，上述连通部通过公转回旋运动的动涡盘敞开、闭合，并用于使背压室与吸入压区域连通，上述连通部在比压缩机构的设计排出结束工序延迟了规定的回旋角度后的角度处，使背压室与吸入压力区域连通，因此，能通过动涡盘的公转回旋运动的一次旋转过程中大幅变动的压缩反作用力减小的适当的角度，来减小来自背压室的背压载荷。

由此，能在压缩机构中不引起压缩不良的情况下，减小两个涡盘之间的摩擦力，消除消耗动力的增大。

尤其，若如技术方案2那样，连通部在比压缩机构的设计排出结束工序的回旋角度延迟了各缠绕件被油封的范围的角度处，使背压室与吸入压力区域连通，则在设计排出结束工序之后，也能与由将各缠绕件之间通过油密封导致的压缩反作用力的减小的延迟相适应地，准确地使背压载荷减小。

此外，若如技术方案3那样，在规定的回旋角度的范围内形成多个连通部，其中，上述规定的回旋角度的范围以比压缩机构的设计排出结束工序的回旋角度延迟了各缠绕件之间被油封的范围后的角度为中心，则能使背压载荷沿压缩反作用力的减小而减小，并能进一步理想地减小两个涡盘之间的摩擦力。

在这种情况下，若如技术方案4那样在包括与动涡盘的镜板的背面接触并区划出背压室和吸入压力区域的推力板时，在上述推力板上形成连通部，则与直接形成于构成压缩机的外壳等的情况相比，生产效率变得极好。

此外，若如技术方案5那样由开设于背压室和吸入压力区域的孔来构成连通部，则加工性也会变得良好。这在如技术方案6那样由从背压室跨及吸入压力区域的槽来构成连通部的情况下亦是如此。

附图说明

图1是适用了本发明一实施方式的涡旋压缩机的剖视图。

图2是图1的涡旋压缩机的压缩机构的定涡盘的俯视图。

图3是图1的涡旋压缩机的除了定涡盘之外的压缩机构局部的剖视图(实施例1)。

图4是图3的压缩机构的动涡盘的俯视图。

图5是图1的涡旋压缩机的除了定涡盘之外的压缩机构局部的另一剖视图。

图6是图5的压缩机构的动涡盘的俯视图。

图7是表示图1的涡旋压缩机的两个涡盘的缠绕件之间的间隙与回旋角度(曲柄角)之间的关系的图。

图8是表示图1的涡旋压缩机的压缩机构内的压缩室的压力与回旋角度之间的关系的图。

图9是表示图1的涡旋压缩机的压缩反作用力与回旋角度之间的关系的图。

图10是表示图1的涡旋压缩机的压缩反作用力及背压载荷与回旋角度之间的关系的图。

图11是本发明另一实施例的涡旋压缩机的除了定涡盘之外的压缩机构局部的剖视图(实施例2)。

图12是图11的压缩机构的动涡盘的俯视图。

图13是图11的压缩机构的动涡盘的另一俯视图。

图14是本发明再一实施例的涡旋压缩机的除了定涡盘之外的压缩机构局部的剖视图(实施例3)。

图15是图14的压缩机构的动涡盘的俯视图。

图16是图14的压缩机构的动涡盘的另一俯视图。

图17是本发明又一实施例的涡旋压缩机的动涡盘的俯视图(实施例4)。

图18是表示图17的涡旋压缩机的压缩反作用力及背压载荷与回旋角度之间的关系的图。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

(实施例1)

图1是适用了本发明一实施方式的涡旋压缩机1的剖视图。实施例的涡旋压缩机1例如是在车用空调装置的制冷回路中使用，吸入作为车用空调装置的工作流体的制冷剂，并将上述制冷剂压缩后排出的构件，上述涡旋压缩机1是包括电动马达2、用于使上述电动马达2运转的逆变器3和被电动马达2驱动的压缩机构4的所谓逆变器一体型的涡旋压缩机。

实施例的涡旋压缩机1包括：主外壳6，上述主外壳6将电动马达2和逆变器3收容在主外壳6的内侧；压缩机构外壳7，上述压缩机构外壳7将压缩机构4收容在压缩机构外壳7的内侧；逆变器罩8；以及压缩机构罩9。此外，这些主外壳6、压缩机构外壳7、逆变器罩8和压缩机构罩9均是金属制(在实施例中为铝制)，将这些构件一体接合以构成涡旋压缩机1的外壳11。

主外壳6由筒状的周壁部6A和分隔壁部6B构成。上述分隔壁部6B成为将主外壳6内分隔成对电动马达2进行收容的马达收容部12和对逆变器3进行收容的逆变器收容部13的间壁。上述逆变器收容部13的一端面开口，上述开口在收容了逆变器3之后通过逆变器罩8封闭。马达收容部12的另一端面也开口，上述开口在收容了电动马达2之后通过压缩机构外壳7封闭。在分隔壁部6B突出设有支承部16，上述支承部16用于对电动马达2的转轴14的一个端部进行支承。

压缩机构外壳7的、与主外壳6相反的一侧开口，上述开口在收容了压缩机构4之后通过压缩机构罩9封闭。压缩机构外壳7由筒状的周壁部7A和上述周壁部7A一端侧的框架部7B构成，在由上述周壁部7A和框架部7B区划出的空间内收容有压缩机构4。框架部7B构成将主外壳6内与压缩机构外壳7内分隔开的间壁。此外，在框架部7B开设有通孔17，在上述通孔17中供电动马达2的转轴14的另一端部插通，在上述通孔17的压缩机构4一侧嵌合有轴承18，上述轴承18对转轴14的另一端部进行支承。此外，符号19是在通孔17一部分处将转轴14的外周面与压缩机构外壳7内密封的密封件。

电动马达2由卷装有线圈21的定子22以及转子23构成。此外，电动马达2构成为例如来自车辆的蓄电池(未图示)的直流电流通过逆变器3而被转换为三相交流电流，并通过供电至电动马达2的线圈21，从而驱动转子23旋转。

此外，在主外壳6形成有未图示的吸入端口，从吸入端口吸入的制冷剂在经过主外壳6内之后，被吸入到压缩机构外壳7内的压缩机构4外侧的后述的吸入部37中。由此，电动马达2通过吸入制冷剂而被冷却。此外，电动马达2构成为通过压缩机构4压缩后的制冷剂从后述的排出空间27通过形成于压缩机构罩9的未图示的排出端口而被排出。

压缩机构4由定涡盘21和动涡盘22构成。定涡盘21一体地设有镜板23和缠绕件24，上述镜板23呈圆盘状，上述缠绕件24呈立设于上述镜板23的正面(一个面)的渐开状，或呈由近似于渐开状的曲线形成的涡卷状，将立设有上述缠绕件24的镜板23的正面作为靠框架7B一侧而固定于压缩机构外壳7。在定涡盘21的镜板23的中央形成有排出孔26，上述排出孔26与压缩机构罩9内的排出空间27连通。符号28是设置在排出孔26的朝向镜板23的背面(另一个面)一侧的开口中的排出阀。

动涡盘22是相对于定涡盘21公转回旋运动的涡盘，一体地设有镜板31、缠绕件32和凸部33，其中，上述镜板31呈圆盘状，上述缠绕件32呈立设于上述镜板31的正面(一个面)上的渐开状，或是由近似于上述渐开状的曲线形成的涡卷状，上述凸部33突出形成在镜板31的背面(另一个表面)的中央处。上述动涡盘22配置成将缠绕件32的突出方向设为朝定涡盘21一侧，而使缠绕件32与定涡盘21的缠绕件24相对，并且相互面对并啮合，以在各缠绕件24、32之间形成压缩室34。

即，动涡盘22的缠绕件32与定涡盘21的缠绕件24相对，并以使缠绕件32的前端与镜板23的正面接触且使缠绕件24的前端与镜板31的正面接触的方式啮合，并且在动涡盘22的凸部33上嵌合有偏心部36，上述偏心部36在转轴14的另一端相对于轴心偏心地设置。此外，构成为当转轴14与电动马达2的转子23一起旋转时，动涡盘22不发生自转，而是相对于定涡盘21公转回旋运动。

由于动涡盘22相对于定涡盘21偏心地公转回旋，因此，各缠绕件24、32的偏心方向和接触位置在旋转的同时发生移动，从外侧的上述吸入部37吸入了制冷剂的压缩室34在朝向内侧移动的同时逐渐缩小。由此，制冷剂被压缩，并最终从中央的排出孔26经过排出阀28排出到排出空间27中。

在图1中，符号38是圆环状的推力板。上述推力板38是用于区划出背压室39和吸入部37的构件，其中，上述背压室39形成在动涡盘22的镜板31的背面侧，上述吸入部37作为压缩机构外壳7内的压缩机构4外侧的吸入压力区域，上述推力板38位于凸部33外侧并夹设在框架部7B与动涡盘22之间。符号41是安装于动涡盘22的镜板31的背面并与推力板38抵接的密封件，通过上述密封件41和推力板38区划出背压室39和吸入部37。

另外，在上述推力板38中穿设有构成本发明的连通部的连通孔48。此外，符号42是安装于框架部7B的推力板38一侧的正面以与推力板38的外周部抵接，并且将框架部7B与推力板38之间密封的密封件。

符号43是从压缩机构罩9跨及压缩机构外壳7形成的背压通路，在上述背压通路43内安装有孔口44。上述背压通路43构成为使压缩机构罩9内的排出空间27内与背压室39连通，由此，向背压室39供给通过孔口44减压调节后的排出压力。利用上述背压室39内的压力(背压)，产生将动涡盘22按压于定涡盘21的背压载荷。利用上述背压载荷，克服来自压缩机构4的压缩室34的压缩反作用力而将动涡盘22按压于定涡盘21，维持缠绕件24、32与镜板31、23的接触，从而能在压缩室34内对制冷剂进行压缩。

另外，在图1的实施例中，在转轴14内形成有油通路46，在上述油通路46内设有压力调节阀47。油通路46使背压室39与主外壳6内(吸入压力区域)连通，但压力调节阀47在背压室39内的压力(背压)成为最大值的情况下开放，并发挥作用以使背压不进一步上升。

接着，图3放大表示除了定涡盘21之外的压缩机构4局部的截面。另外，在图3的情况下，以将压力调节阀47安装于框架部7B的例子进行表示。在实施例的情况下，如前所述，在推力板38上穿设有作为连通部的连通孔48。上述连通孔48是用于使背压室39与作为吸入压力区域的吸入部37连通的通路，但通过动涡盘22的公转回旋运动使得上述连通孔48敞开、闭合。

即，当如图3和图4所示，动涡盘22的中心X2比上述动涡盘22的回旋中心X1更朝连通孔48一侧移动时，动涡盘22的密封件41位于连通孔48的外侧，连通孔48位于背压室39内。即，在此状态下，连通孔48通过动涡盘22的镜板31而被闭合，使得吸入部37与背压室39不连通。

另一方面，当如图5和图6所示动涡盘22的中心X2相对于回旋中心X1朝与连通孔48相反的一侧移动时，连通孔48位于比动涡盘22的密封件41更靠外侧的位置，在此状态下，连通孔48开口于背压室39和吸入部37，使得背压室39与吸入部37连通。由此，背压室39内的压力(背压)逸散到吸入部37，因此，使得背压载荷减小。

接着，对形成上述连通孔48的位置进行说明。图7表示定涡盘21的缠绕件24和动涡盘22的缠绕件32间的间隙与动涡盘22的回旋角度之间的关系，图8表示压缩机构4内的压缩室34的压力与回旋角度之间的关系，图9表示施加于动涡盘22的压缩反作用力与回旋角度之间的关系。

两个缠绕件24、32的中心侧的端部从如图2所示发生接触的状态开始离开设计排出结束工序的回旋角度A1。然而，即使缠绕件24、32之间超过了设计排出结束工序的回旋角度A1，在到达比设计排出结束工序的回旋角度A1延迟的规定的回旋角度A2之前的范围R1内，通过与制冷剂一起封入的滑动部润滑用油，使缠绕件24、32之间被实质地密封(图7)。因而，压缩机构4的压缩室34的压力理论上被认为如图8中虚线L1所示从吸入压力向排出压力发生变化，但因油所实现的密封，压力如图8中实线L2所示成为在到达比设计排出结束工序的回旋角度A1延迟了上述范围R1的回旋角度A2之前能维持排出压力。

因而，沿将动涡盘22从定涡盘21拉开的方向施加于上述动涡盘22的压缩反作用力理论上示出了如图9中虚线L3所示在设计排出结束工序的回旋角度A1处最小的变化，但实际上示出了如实线L4所示在从回旋角度A1延迟规定角度后的回旋角度A2处最小的变化。

因而，例如，在将连通孔48开放的动涡盘22的回旋角度设定为设计排出结束工序的回旋角度A1的情况下，来自背压室39的背压载荷以如图10中虚线L5所示在回旋角度A1处最小的方式减小，因此，比实线L4所示的实际的压缩反作用力的减小更早地减小，导致反转。当背压载荷小于压缩反作用力时，动涡盘22将会离开定涡盘21，从而导致压缩不良。

因而，在本发明中，在动涡盘22处于比设计排出结束工序的旋转角度A1延迟了上述范围R1的规定的回旋角度后的前述的回旋角度A2(在图9、图10中用L4表示的实际的压缩反作用力最小的回旋角度)时，在图5和图6所示的开放的位置处形成连通孔48。由此，如图10中实线L6所示那样实际上压缩反作用力最小的回旋角度与背压载荷最小的回旋角度严格一致。

如此，在本发明中，形成用于使背压室39与吸入部37(吸入压力区域)连通的连通孔48，上述连通孔48在比压缩机构4的设计排出结束工序的回旋角度A1延迟了规定角度的回旋角度A2处使背压室39与吸入部37连通，因此，能以在动涡盘22的公转回旋运动的一次旋转过程中大幅变动的压缩反作用力减小的适当的角度，使来自背压室39的背压载荷减小。由此，能减小两个涡盘21、22之间的摩擦力，消除消耗动力的增大，而不会在压缩机构4中引起压缩不良。

尤其，连通孔48在比压缩机构4的设计排出结束工序的回旋角度A1延迟了各缠绕件21、22之间被油封的范围R1后的回旋角度A2处，使背压室39与吸入部37连通，因此，即使在设计排出结束工序之后，也能与由各缠绕件21、22之间通过油密封导致的压缩反作用力减小的延迟相适应地，准确地使背压载荷减小。

此外，在实施例中，由于将连通孔48形成于推力板38，上述推力板38与动涡盘22的镜板31的背面接触，并区划出背压室39和吸入部37，因此，与直接形成于压缩机构外壳7的情况相比，生产效率极好。此外，在实施例中，由开口于背压室39和吸入部37的连通孔48构成使背压室39与吸入部37连通的连通部，因此，加工性也变好。

(实施例2)

另外，在上述实施例中，通过连通孔48构成本发明的连通部，但并不局限于此，也可以通过图11至图13所示的槽(称作连通槽51)构成连通部。在这种情况下，在推力板38的动涡盘22一侧的面形成在上述动涡盘22的半径方向上较长的连通槽51。

此外，上述连通槽51也通过动涡盘22的公转回旋运动而被敞开、闭合，并在敞开的状态下使背压室39与吸入部37连通，形成连通槽51的位置也与前述同样地设为如下位置：在动涡盘2处于比设计排出结束工序的回旋角度A1延迟了上述范围R1的规定的回旋角度后的上述回旋角度A2时敞开的位置。

即，在如图13那样动涡盘22的中心X2从上述动涡盘22的回旋中心X1向连通槽51一侧移动时，动涡盘22的密封件41位于比连通槽51的外端更靠外侧的位置处。在此状态下，连通槽51位于背压室39内，因此，整个连通槽51被动涡盘22的镜板31闭合，吸入部37与背压室39不连通。

另一方面，如图11和图12那样动涡盘22的中心X2相对于回旋中心X1朝与连通槽51相反的一侧移动，并成为前述的回旋角度A2时，连通槽51外侧的一部分位于比动涡盘22的密封件41更靠外侧的位置处。在此状态下，连通槽51从背压室39跨及吸入部37，且连通槽51的内侧开口于背压室39，外侧开口于吸入部37，因此，背压室39与吸入部37被连通。由此，背压室39内的压力(背压)逸散到吸入部37，因此，与上述实施例同样地使背压载荷减小。

如此，即使在推力板38上利用从背压室39跨及吸入部37(吸入压力区域9的连通槽51构成连通部的情况下，加工性也同样变好。

(实施例3)

此外，在上述各实施例中，通过设有推力板38的涡旋压缩机1对本发明进行说明，但在不具有推力板的类型的涡旋压缩机的情况下，只要如图14所示那样在压缩机构外壳7的框架部7B的动涡盘22一侧的面上，将与上述实施例相同形状的连通槽52(连通部)形成于在同样的回旋角度A2处敞开的位置处即可。然而，在这种情况下，密封件41直接与框架部7B抵接，背压室39与吸入部37被密封并被区划。

即，在这种情况下，在像图16那样动涡盘22的中心X2比上述动涡盘22的回旋中心X1更向连通槽52一侧移动时，动涡盘22的密封件41位于比连通槽52的外端更靠外侧的位置处。在此状态下，连通槽52位于背压室39内，因此，整个连通槽52被动涡盘22的镜板31闭合，吸入部37与背压室39不连通。

另一方面，如图14和图15那样动涡盘22的中心X2相对于回旋中心X1朝与连通槽52相反的一侧移动，并成为前述的回旋角度A2时，连通槽52外侧的一部分位于比动涡盘22的密封件41更靠外侧的位置处。在此状态下，连通槽52从背压室39跨及吸入部37，且连通槽52的内侧开口于背压室39，外侧开口于吸入部37，因此，背压室39与吸入部37被连通。由此，背压室39内的压力(背压)逸散到吸入部37，因此，与上述各实施例同样地使背压载荷减小。

另外，即使在未设置推力板的情况下，也可以在框架部7B上形成前述那样的连通孔以构成连通部，但在像本实施例这样形成连通槽52的情况下，加工性更好。

(实施例4)

接着，图17表示像前述的实施例那样形成多个连通孔(连通部)的例子。此时的连通孔53、54、56也与前述同样地形成于推力板38，但在实施例的情况下，前述的动涡盘22的在回旋角度A2处敞开的位置首先形成通路面积最大的第一连通孔53(大孔)。接着，在以上述回旋角度A2为中心的规定的回旋角度的范围内分别各形成两个通路面积第二大的第二连通孔54(中孔)和通路面积最小的第三连通孔56(小孔)。

在这种情况下，第二连通孔54在第一连通孔53的回旋角度处分别形成在两侧，第三连通孔56分别形成在各第二连通孔54的、与第一连通孔53相反的一侧。通过如上所述构成，在第三连通孔56敞开时，背压载荷稍许减小，在第二连通孔54敞开时，背压载荷进一步减小，在第一连通孔53敞开时减小得最多，因此，如图18中作为各连通孔53、54、56的效果示出的那样，能使背压载荷大致沿着实际的压缩反作用力(图19的实线L4)的减小而减小。由此，能使两个涡盘21、22之间的摩擦力进一步适当地减小。

例外，在实施例中，将本发明适用于车用空调装置的制冷剂回路所使用的涡旋压缩机中，但并不局限于此，本发明在各种制冷装置的制冷剂回路所使用的涡旋压缩机中也是有效的。此外，在实施例中，将本发明适用于所谓的逆变器一体型的涡旋压缩机中，但并不局限于此，也能适用于并非一体地设有逆变器的通常的涡旋压缩机中。

(符号说明)

1涡旋压缩机；

2电动机；

3逆变器；

4压缩机构；

6主外壳；

7压缩机外壳；

8逆变器罩；

9压缩机构罩；

21定涡盘；

22动涡盘；

24、32缠绕件；

23、31镜板；

34压缩室；

37吸入部(吸入压力区域)；

38推力板；

39背压室；

41密封材料；

48、53、54、56连通孔(连通部；

51、52连通槽(连通部)。