专利名称：涡旋型流体机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及对于在车辆的空调中使用的制冷回路是优选的漩涡型流体机械。
背景技术：
这种涡旋型流体机械是定涡盘与动涡盘协同动作来划分出包含润滑油的工作流体的压缩室或膨胀室的涡旋型流体机械，该涡旋型流体机械包括外壳，该外壳具有 端口，该端口供工作流体流过；以及基座部，该基座部开设有端口，并因划分压缩室或膨胀室而在动涡盘的端板的背面侧作用有推力载荷。
而且，作为上述涡旋型流体机械的一个示例，公开有一种涡旋型压缩机，该涡旋型压缩机在外壳上形成有将吸入口(吸入端口)与两个涡盘的外周的吸入室连通的主吸入孔，并且在该主吸入孔以外还形成有将吸入口与吸入室连通的辅助吸入孔(例如参照专利文献I)。
现有技术文献 专利文献专利文献I :日本专利特许第3227075号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题专利文献I中公开的现有的流体机械的情况下，即使主吸入孔的开口部被动涡盘的端板等堵塞，也能通过辅助吸入孔来确保工作流体的流路，因此，作为工作流体的制冷剂气体中含有的润滑油能到达需要润滑的动涡盘的背面侧等各个部分，从而能提高涡旋单元的润滑性。
然而，上述现有技术中，对动涡盘的背面的一部分有可能产生局部的异常磨损这方面没有采取特别的措施，在进一步提高涡旋单元的润滑性、进而实现有效的耐久性提高及机械损失降低方面仍然留有有待解决的技术问题。本发明提供一种能以简单的结构有效地实现涡旋单元的耐久性提高及机械损失降低的涡旋型流体机械。
解决技术问题所采用的技术方案本发明的涡旋型流体机械是定涡盘与动涡盘协同动作来划分出包含润滑油的工作流体的压缩室或膨胀室的涡旋型流体机械，该涡旋型流体机械包括外壳，该外壳具有 端口，该端口供工作流体流过；以及基座部，该基座部开设有端口，并因划分压缩室或膨胀室而在动涡盘的端板的背面一侧作用有推力载荷，基座部具有在包含端口的开口部的区域内凹设的槽部。优选上述槽部沿着上述外壳的内周面形成。
优选上述槽部呈沿着上述外壳的内周面的圆环状。
优选上述槽部在上述动涡盘的径向上的截面积随着远离上述开口部而变小。优选以与上述动涡盘连结的轴的轴心为基准，上述槽部沿上述动涡盘的径向在上述开口部的相反侧具有末端部(技术方案五)。优选在上述基座部与上述端板之间设有推力板，上述推力板通过与上述背面滑动接触的滑动接触面来承接上述动涡盘的推力载荷(技术方案六)。
优选上述推力板的上述滑动接触面的面积随着远离上述开口部而变大。优选上述推力板随着远离上述开口部而呈堵住上述槽部的形状。
优选以与上述动涡盘连结的轴的轴心为基准，上述动涡盘的涡旋坐标原点在上述动涡盘的径向上位于上述开口部的相反侧。优选本发明的涡旋型流体机械是上述动涡盘的回旋轴线为水平的卧式。
发明的效果 根据本发明，作为涡旋型流体机械的一个示例的涡旋压缩机中，流过设置在外壳上的吸入端口的工作流体在由动涡盘与定涡盘划分形成的压缩室内被压缩。另一方面，作为涡旋型流体机械的一个示例的涡旋膨胀机中，在由动涡盘与定涡盘划分形成的膨胀室内发生膨胀的工作流体流过设置在外壳上的排出端口而流出到外部。此处，基座部具有在包含端口的开口部的区域内凹设的槽部，因此，流过端口的开口部的工作流体在槽部中流动，从而到达动涡盘的端板的背面侧的较广的范围。在该过程中，工作流体中含有的润滑油与槽部的壁面接触而结露，并从槽部流出而附着在基座部和背面上，或从槽部流出的工作流体本身与基座部和背面接触，从而直接结露而附着在基座部及背面上，因此，能在背面一侧的较广的范围内形成油膜。尤其是在涡旋压缩机的情况下，在槽部中流动的制冷剂逐渐被吸入到被划分而成的压缩室内，流动随着远离开口部而停滞，尽管在远离开口部的部位油膜也不易形成，容易产生异常磨损，但能解决该问题。因此，只要利用在基座部的包含开口部的区域内形成槽部的简单的结构，就能有效地实现涡旋单元的耐久性提高及机械损失降低。此外，根据本发明，通过使槽部沿着前壳的内周面形成，前壳成为导向件，能使工作流体、进而使润滑油圆滑地到达背面侧的较广的范围，因此，能在背面侧的较广的范围内更有效地形成油膜。
此外，根据本发明，通过使槽部呈沿着外壳的内周面的圆环状，从而工作流体能到达背面侧的全范围，能在背面侧的较广的范围内更有效地形成油膜。此外，根据本发明，槽部在动涡盘径向上的截面积随着远离开口部而变小，在槽部的远离开口部的部位，能使滞留在槽部的润滑油主动地溢出，因此，能在背面侧的较广的范围内更有效地形成油膜。此外，根据本发明，以与动涡盘连结的轴的轴心为基准，槽部沿动涡盘的径向在开口部的相反侧具有末端部，从而能使工作流体到达背面侧的较广范围，而且，通过调节末端部的位置，也能调节使滞留在槽部内的润滑油溢出的位置，因此，能在背面侧的较广的范围内更有效地形成油膜。此外，根据本发明，在基座部与端板之间设有推力板，推力板通过与背面滑动接触的滑动接触面来承接动涡盘的推力载荷。在此情况下，工作流体在槽部内流动的过程中，工作流体中含有的润滑油从槽部流出而附着在滑动接触面和背面上，或从槽部流出的工作流体本身与滑动接触面和背面接触，从而直接结露而附着在滑动接触面和背面上，因此，能在滑动接触面的较广的范围内形成油膜。此外，根据本发明，随着远离开口部，推力板的滑动接触面的面积变大，从而在槽部的远离开口部的部位，能主动地降低作用于滑动接触面的工作流体的压力、即面压，通过这样的面压降低，能有效地使润滑油附着在滑动接触面上，因此，能在滑动接触面上更有效地形成油膜。此外，根据本发明，通过使推力板随着远离开口部而呈堵住槽部的形状，能不使润滑油流入到槽部内，而是主动地将润滑油引导到滑动接触面，因此，能在滑动接触面上更有效地形成油膜。
此外，根据本发明，以与动涡盘连结的轴的轴心为基准，将动涡盘的涡旋坐标原点沿动涡盘的径向定位在开口部的相反侧。一般而言，动涡盘的推力载荷在动涡盘的涡旋坐标原点附近发生变化，该发生变化的推力载荷能由面压降低且较好地形成了油膜的滑动接触面来承接，因此，能实现涡旋单元进一步提高耐久性及降低机械损失。
此外，根据本发明，上述发明优选适用于动涡盘的回旋轴线为水平的卧式涡旋型流体机械。
图I是表示本发明实施方式一的涡旋压缩机的剖视图。
图2是从II一 II方向表示图I的压缩机的前壳内部的图。
图3是表示图2的动涡盘的回旋前进了 180°相位的状态的图。
图4是从IV — IV方向表示图I的压缩机的前壳内部的图。
图5是表示本发明实施方式二的涡旋压缩机的剖视图。
图6是从VI — VI方向表示图5的压缩机的前壳内部的图。
图7是表示图6的动涡盘的回旋前进了 180°相位的状态的图。
图8是从VIII — VIII方向表示图5的压缩机的前壳内部的图。
具体实施例方式图I表示本发明实施方式一的涡旋压缩机(涡旋型流体机械)1，该压缩机I安装在用于对车辆进行空气调节的制冷回路内，用于压缩在制冷回路中循环的制冷剂(工作流体)。
压缩机I包括后壳2及前壳(外壳)4，涡旋单元6被夹持在后壳2与前壳4之间。涡旋单元6由固定在各外壳2、4上的定涡盘8和被组装成与该定涡盘8啮合的动涡盘10构成。压缩机I是动涡盘10的回旋轴线为水平的卧式涡旋压缩机，通过动涡盘10的回旋运动，涡旋单元6连续地执行从制冷剂的吸入、经由压缩到排出的一连串的过程。
更详细而言，在后壳2内，在其端板与涡旋单元6的定涡盘8之间形成有排出室12，该排出室12能经由簧片阀式的排出阀14与形成在定涡盘8的端板8a上的排出孔(未图示)连接，并经由形成在后壳2上的排出端口(未图示)与制冷回路的制冷剂循环路径连接。在前壳4的外周壁4a凹设有制冷剂的吸入端口(端口)16，从制冷剂循环路径经由吸入端口 16导入的制冷剂被吸入涡旋单元6内。另一方面，在前壳4内配置有驱动轴(轴)18，该驱动轴18具有大直径端部20及小直径轴部22。大直径端部20经由滚针轴承24以能自由旋转的方式支承于前壳4，小直径轴部22经由滚珠轴承26以能自由旋转的方式支承于前壳4。而且，在小直径轴部22与前壳4之间配置有唇形密封28，该唇型密封28气密地划分前壳4内部。驱动轴18的小直径轴部22从前壳4突出，该突出端与内置有电磁离合器的驱动带轮30连结，该驱动带轮30经由轴承32以能自由旋转的方式支承于前壳4。驱动带轮30经由皮带与车辆的发动机一侧的输出带轮相连接，接受来自发动机的动力而旋转。因此，在发动机的驱动过程中，如果驱动带轮30内的电磁离合器处于接通动作，则驱动轴18与驱动带轮30 —起进行旋转。另一方面，曲柄销34从驱动轴18的大直径端部20朝向动涡盘10突出，该曲柄销34经由偏心衬套36及滚针轴承38来支承动涡盘10的轴套40。因此，若驱动轴18旋转，则经由曲柄销34及偏心衬套36来使动涡盘10进行回旋运动。
而且，在前壳4与动涡盘10的端板IOa之间配置有防自转机构42 (参照图2)。 定涡盘8具有与其端板8a —体成形的定涡旋体50，动涡盘10也具有与其端板IOa一体成形的动涡旋体52。定涡旋体50及动涡旋体52的内外表面除了其中央端部以外由渐开线曲面形成。
另外，上述排出孔位于定涡旋体50的中央端部54附近，并与该中央端部54的内表面之间确保一定的间隙。在定涡旋体50的前端部设有定顶端密封56，在动涡旋体52的前端部设有动顶端密封58。定涡旋体50及端板IOa经由定顶端密封56相互滑动接触，动涡旋体52及端板8a经由动顶端密封58相互滑动接触。通过定涡盘8与动涡盘10之间的上述滑动接触，从吸入端口 16导入的制冷剂被吸入到涡旋单元6内，并通过定涡盘8与动涡盘10的协同动作，在定涡旋体50与动涡旋体52之间划分形成出包含雾状润滑油的制冷剂气体的压缩室(压缩室或膨胀室)60，从而连续执行上述的一连串的过程。更详细而言，在前壳4的外周壁4a的内侧圆环状地形成有基座部62。因划分形成压缩室60而产生的压缩反作用力所引起的推力载荷在动涡盘10的端板IOa的背面64 —侧沿驱动轴18的轴线方向、换言之沿动涡盘10的回旋轴线方向作用于基座部62。此外，在基座部62的与背面64相对的一侧的基座面66上开设有与吸入口 16连通的吸入孔68，在包含该吸入孔68的开口部70的区域内凹设有槽部72。以下，参照图2 图4，对本实施方式的槽部72及推力板74的形状、以及制冷剂气体及制冷剂气体中含有的润滑油的流动进行详细说明。另外，在这些图中，对于制冷剂气体及润滑油的流动，对可见的流动用实线进行表示，对被推力板遮挡的流动用虚线表示。从图2 图4可见，槽部72形成为在动涡盘10的径向上的截面积沿着前壳4的内周面4b呈基本相同的圆环状。此外，在基座部62与端板IOa之间配置有环状的推力板74,随着动涡盘10的回旋，背面64与推力板74滑动接触，推力板74的与背面64滑动接触的滑动接触面76作为动涡盘10的推力载荷直接作用的推力承接面而发挥作用。如图4所示，推力板74呈凸部78和凹部80交替连续的俯视凹凸的环状，其中，上述凸部78为使防自转机构42朝背面64 —侧露出而堵住一部分的槽部72，并以动涡盘10的径向观察呈凸状，上述凹部80沿动涡盘10的径向观察，在比槽部72更靠防自转机构42一侧成为凹状。从吸入端口 16导入的制冷剂气体经由吸入孔68从开口部70排出，流动没有被切断，在槽部72中流动而到达前壳4内的下部。在该过程中，制冷剂气体被恰当地吸入到涡旋单元6内，并划分形成出压缩室60，另一方面，制冷剂气体中含有的雾状润滑油与槽部72的壁面接触而结露，液状的润滑油与制冷剂气体一起在槽部72中流下。一部分液状的润滑油在槽部72中流下时越过推力板74从槽部72流出而附着在滑动接触面76上，从而在前壳4内的下部的滑动接触面76上也较好地形成油膜。
此外，制冷剂气体在槽部72中流下的过程中，一部分制冷剂气体越过推力板74而从槽部72流出。该流出的制冷剂气体本身与滑动接触面76及背面64接触，雾状的润滑油直接结露而附着在滑动接触面76及背面64上，因此，在滑动接触面76上较好地形成油膜。如上所述，实施方式一的压缩机I中，通过具有槽部72，从吸入端口 16导入的制冷 剂气体从开口部70排出，在槽部72中流动而到达滑动接触面76的较广的范围。在该过程中，制冷剂气体中含有的润滑油与槽部72的壁面接触而结露，并从槽部72流出而附着在滑动接触面76和背面64上，或从槽部72流出的制冷剂气体本身与滑动接触面76和背面64接触，从而直接结露而附着在滑动接触面76和背面64上，因此，能在滑动接触面76的较广的范围内形成油膜。由此，在槽部72中流动的制冷剂气体逐渐被吸入到被划分而成的压缩室60内，因此，流动随着远离开口部70而停滞，尤其是在前壳内的下部，滑动接触面76的油膜也不易形成，容易产生异常磨损，但能解决该问题。因此，只要利用在基座部62的包含开口部70的区域内形成槽部72的简单的结构，就能有效地实现涡旋单元6的耐久性提高及机械损失降低。此外，通过使槽部72沿着前壳4的内周面4b形成，前壳4成为导向件，能使制冷齐U、进而使润滑油进一步圆滑地到达滑动接触面76的较广的范围，此外，还通过使槽部72呈沿着前壳4的内周面4b的圆环状，能使制冷剂到达滑动接触面76的整个范围，因此，能在前壳4内的下部的滑动接触面76上有效地形成油膜。图5表示本发明实施方式二的涡旋压缩机(涡旋型流体机械)88。另外，对于与实施方式一的压缩机I相同的结构标注相同的符号并省略说明，或省略符号。
以下，参照图6 图8对本实施方式的槽部90及推力板92的形状、以及制冷剂气体及制冷剂气体中含有的润滑油的流动进行详细说明。另外，在这些图中，对于制冷剂气体及润滑油的流动，对可见的流动用实线进行表示，对被推力板遮挡的流动用虚线表示。从图6 图8可见，槽部90形成为动涡盘10在径向上的截面积沿着前壳4的内周面4b随着远离开口部70而减小的环状。此外，推力板92形成为具有随着远离开口部70、其滑动接触面94的面积增大的扩大滑动接触部96，扩大滑动接触部96在前壳4内的下部堵住槽部90。此外，如图8所示，以与动涡盘10连结的驱动轴18的轴心C为基准，动涡盘10的涡旋坐标原点O在动涡盘10的径向上位于开口部70的相反侧，即位于扩大滑动接触部90一侧。
如上所述，实施方式二的压缩机88中，由于槽部90的截面积随着远离开口部70而减小，因此，如图8所示，在槽部90的远离开口部70的部位、即前壳4内的下部，能使滞留在槽部90的润滑油主动地溢出，并将润滑油引导至滑动接触面94，因此，能在前壳4内的下部的滑动接触面94上更有效地形成油膜。此外，通过形成扩大滑动接触部96，能主动降低在前壳4内的下部作用于滑动接触面94的制冷剂的压力、即滑动接触面94的面压，通过这样的面压降低，能有效地使润滑油附着在扩大滑动接触部96的滑动接触面94上，因此，能在前壳4内的下部的滑动接触面94上更有效地形成油膜。而且，通过使扩大滑动接触部96呈堵住槽部90的形状，从而不使润滑油流入槽部90，主动地将润滑油引导到扩大滑动接触部96的滑动接触面94，因此，能在前壳4内的下部的滑动接触面上更有效地形成油膜。此外，将动涡盘10的涡旋坐标原点O定位在扩大滑动接触部96 —侧，一般而言，动涡盘10的推力载荷在动涡盘10的涡旋坐标原点O附近发生变化，该发生变化的推力载荷能由面压降低且较好地形成了油膜的扩大滑动接触部96的滑动接触面94来承接，因此， 能实现润旋单元6进一步提高耐久性及降低机械损失。本发明并不受上述实施方式的限制，能进行各种变形。
例如，本发明的槽部72、90并不一定需要形成为环状，也可以以驱动轴18的轴心C为基准，沿动涡盘10的径向在开口部70的相反侧形成末端部(未图示)，将槽部72、90形成为Ω状。在此情况下，也能使制冷剂到达滑动接触面76、94的较广范围，而且，通过调节该末端部的位置，也能调节使滞留在槽部72、90内的润滑油溢出的位置，因此，能在前壳4内的下部的滑动接触面76、94上更有效地形成油膜。此外，对于本发明的推力板74、92的形状，只要适当形成凸部78和凹部80、或扩大滑动接触部96，并不限于图示的形状。
而且，本发明的压缩机中并不一定需要推力板74、92，只要至少具有槽部72、90，即使作为基座部62的基座面66与背面64滑动接触的结构，也能获得同样的效果。最后，当然，本发明并不限于卧式涡旋压缩机，还能适用于立式涡旋压缩机，能适用于划分形成有制冷剂的膨胀室的涡旋膨胀机等所有涡旋型流体机械。
符号说明I、88 涡旋压缩机(涡旋型流体机械)
4外壳
4b内周面
8定涡盘
10动涡盘
IOa端板
16吸入端口(端口)
18驱动轴(轴)
60压缩室(压缩室或膨胀室)
62基座部
64背面
72,90槽部
74、92推力板76、94滑动 接触面
权利要求
1.一种涡旋型流体机械，定涡盘与动涡盘协同动作来划分出包含润滑油的工作流体的压缩室或膨胀室，其特征在于， 包括外壳，该外壳具有端口，该端口供所述工作流体流过；以及基座部，该基座部开设有所述端口，并因划分所述压缩室或所述膨胀室而在所述动涡盘的端板的背面一侧作用有推力载荷， 所述基座部具有在包含所述端口的开口部的区域内凹设的槽部。
2.如权利要求I所述的涡旋型流体机械，其特征在于， 所述槽部沿着所述外壳的内周面形成。
3.如权利要求I所述的涡旋型流体机械，其特征在于， 所述槽部呈沿着所述外壳的内周面的圆环状。
4.如权利要求I所述的涡旋型流体机械，其特征在于， 所述槽部在所述动涡盘的径向上的截面积随着远离所述开口部而变小。
5.如权利要求I所述的涡旋型流体机械，其特征在于， 以与所述动涡盘连结的轴的轴心为基准，所述槽部沿所述动涡盘的径向在所述开口部的相反侧具有末端部。
6.如权利要求I所述的涡旋型流体机械，其特征在于， 在所述基座部与所述端板之间设有推力板，所述推力板通过与所述背面滑动接触的滑动接触面来承接所述动涡盘的推力载荷。
7.如权利要求6所述的涡旋型流体机械，其特征在于， 所述推力板的所述滑动接触面的面积随着远离所述开口部而变大。
8.如权利要求6所述的涡旋型流体机械，其特征在于， 所述推力板随着远离所述开口部而呈堵住所述槽部的形状。
9.如权利要求7所述的涡旋型流体机械，其特征在于， 以与所述动涡盘连结的轴的轴心为基准，所述动涡盘的涡旋坐标原点在所述动涡盘的径向上位于所述开口部的相反侧。
10.如权利要求I所述的涡旋型流体机械，其特征在于，是所述动涡盘的回旋轴线为水平的卧式。
全文摘要
定涡盘(8)与动涡盘(10)协同动作来划分出包含润滑油的工作流体的压缩室或膨胀室(60)的涡旋型流体机械(1、88)包括外壳(4)，该外壳(4)具有端口(16)，该端口(16)供工作流体流过；以及基座部(62)，该基座部(62)开设有端口，并因划分压缩室或膨胀室而在动涡盘的端板(10a)的背面(64)一侧作用有推力载荷，基座部具有在包含端口的开口部的区域内凹设的槽部(72、90)。
文档编号F04C29/02GK102893031SQ20118002468
公开日2013年1月23日 申请日期2011年5月17日 优先权日2010年5月18日
发明者饭塚二郎, 井尻诚, 工藤孝行 申请人:三电有限公司