CN102803727A - 活塞式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种活塞式压缩机，通过有效地发挥因轴的旋转而得到的离心分离作用，有效地降低油向压缩机外流出的量，并且能够促进收容于曲轴室内部的零件的冷却。该活塞式压缩机具有使从吸入口（30）流入的工作流体不经由曲轴室（7）而直接导入吸入室（27a、27b）的第一吸入路径和使从吸入口（30）流入的工作流体经由曲轴室（7）导入吸入室（27a、27b）的第二吸入路径，该第二吸入路径具有从曲轴室（7）经由形成在轴内的孔导入吸入室（27a、27b）的油分离通路（32）和从曲轴室（7）不经由轴（12）而通过气缸体（1、2）导入吸入室（27a、27b）的旁路通路（33）。

Description

活塞式压缩机

技术领域

本发明涉及在压缩机内的工作流体路径上能够分离混入工作流体中的油的活塞式压缩机，特别是涉及用于车辆用空调装置且具有使从吸入口吸入的工作流体经由曲轴室导入吸入室并用活塞压缩后经由排出室从排出口排出的工作流体路径的压缩机。

背景技术

在用于冷冻循环的压缩机中，当油从压缩机向外部循环流出时，不仅导致压缩机内的油不足，而且油与制冷剂一同在循环中循环，从而产生冷冻效率降低的不良现象。

为了避免这种不良现象，本申请人先提出了有如下构成：在使工作流体从吸入口经由曲轴室导入吸入室的压缩机中，在贯通曲轴室的轴上至少设置沿轴的轴向延伸的轴孔和与该轴孔连通且沿轴的径向设置并在曲轴室开口的侧孔，以使流入曲轴室的工作流体至少经由该侧孔及轴孔导入吸入室，并且利用轴的旋转产生的离心分离作用，使从曲轴室要向吸入室流动的工作流体中的油流经在曲轴室开口的侧孔时分离（参照专利文献1）。

但是，在这种构成中，当把从吸入口流入的工作流体的全部通过形成于轴的侧孔及轴孔导入吸入室时，工作流体在轴的侧孔入口的流速加快，离心分离不能有效地发挥作用，导致混入工作流体中的油被吸出到吸入室，结果不能充分抑制油向压缩机外流出的量。

于是，本申请人提出了如下构成：在使流入曲轴室的工作流体通过轴导入吸入室的吸入路径的基础上，设置使从吸入口吸入的工作流体不经由曲轴室而导入吸入室的其它吸入路径，从而使吸入的工作流体的一部分从曲轴室通过轴内，将剩余的工作流体直接导入吸入室（参照专利文献2）。

由此，从轴的侧孔吸入的工作流体的流速变慢，得到足够的油分离性能。

现有技术

专利文献

专利文献1：特开2008－25476号公报

专利文献2：WO2008／056533A1

但是，在仅使工作流体的一部导入曲轴室的上述构成中，由于导入曲轴室的工作流体的量减少，所以在通过流入曲轴室的工作流体冷却曲轴室内部的滑动零件这一点上是不利的。另外，在高温下的曲轴室内，当在滑动部位产生磨损时，存在其磨损粉难以通过工作流体的流动而除去的不良现象。

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是鉴于上述情况而提出的，其主要课题在于提供一种活塞式压缩机，能够有效地发挥轴的旋转带来的离心分离作用，有效地降低向压缩机外的流出的油量，并且能够促进收容于曲轴室的内部零件的冷却而抑制轴承等滑动零件的磨损。

另外，也提出如下课题：谋求除去在曲轴室内的滑动部件产生磨损时的磨损粉，以抑制磨损粉附着于滑动零件带来的坏影响。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明人经过反复专研完成了本发明。为了有效地发挥因轴的旋转而得到的离心分离作用，只要降低从曲轴室流入轴内的工作流体的流量即可，但是，如果向曲轴室供给的工作流体量减少，则降低曲轴室内的冷却效果。根据本发明，不仅能够确保向曲轴室供给的制冷剂流量，并且能够降低流入轴内的工作流体的流量。

即，本发明提供一种活塞式压缩机，其具有：形成有面临曲轴室的缸孔的至少一个气缸体、在缸孔内往复滑动的活塞、形成有吸入室和排出室且隔着阀板与所述气缸体接合的至少一个气缸盖、贯通所述曲轴室且旋转自如地支承于所述气缸体的轴、收容于所述曲轴室且随着所述轴的旋转而旋转使所述活塞往复移动的斜盘、形成在所述气缸体或所述气缸盖用于吸入工作流体的吸入口和排出工作流体的排出口，使从所述吸入口吸入的工作流体导入所述吸入室，该工作流体被所述活塞压缩后，经由所述排出室从所述排出口排出，其特征在于，在所述轴上至少形成有沿轴向设置的轴孔和与该轴孔连通且沿所述轴的径向设置并在所述曲轴室开口的侧孔，并且，具有使从所述吸入口流入的工作流体不经由所述曲轴室而直接导入所述吸入室的第一吸入路径，和使从所述吸入口流入的工作流体经由所述曲轴室导入所述吸入室的第二吸入路径，所述第二吸入路径具有：油分离通路，从所述曲轴室经由形成于所述轴的所述侧孔和所述轴孔导入所述吸入室，和旁路通路，从所述曲轴室不经由所述轴内而通过所述气缸体导入所述吸入室。

由于使工作流体从曲轴室导入吸入室的第二吸入路径将旁路通路和油分离通路并列设置而构成，因此，与使导入曲轴室的全部工作流体仅经由轴（仅经由油分离通路）导入吸入室的现有构成相比，能够增加向曲轴室流入的工作流体的量，能够促进曲轴室内的冷却。而且，由于导入曲轴室的工作流体分流流过旁路通路和油分离通路而导入吸入室，因此，即使向曲轴室导入的工作流体量增多，也能够不增加流经形成于轴的侧孔的工作流体量（工作流体的流速），不降低流经轴时的油分离功能。

因此，不仅能够确保曲轴室内的冷却，而且能够维持轴的旋转带来的离心分离功能，从而能够使油残留在曲轴室内。

在此，旁路通路也可以构成为具有槽，该槽设于旋转支承所述斜盘的推力轴承和承受该推力轴承的设于所述气缸体的推力轴承承接面之间，更具体而言设于承受推力轴承的推力轴承挡圈的推力轴承承接面。

在这样的构成中，由于特别是在冷却容易不充分的推力轴承和设于气缸体的推力轴承承接面之间形成有构成从曲轴室向吸入室流入工作流体的旁路通路的一部分的槽，因此，能够优先冷却推力轴承附近，能够降低推力轴承和承受该推力轴承的推力轴承承接面的磨损。而且，能够将在推力轴承附近产生的磨损粉经由该旁路通路从曲轴室排出。

作为这种旁路通路的具体结构，可以包括：设于旋转支承所述斜盘的推力轴承和设于气缸体的推力轴承承接面之间的槽、与该槽连通且形成在所述轴和供该轴插入的轴插入孔之间的空间、形成于所述气缸体且在所述轴插入孔的内周面开口的通孔。

在这种构成中，通过使旁路通路构成为复杂的结构，在上述作用效果的基础上，还能够避免油从曲轴室的流出的可能性。

特别是，在轴通过滑动轴承旋转自如地支承于外壳的构成中，也可以将所述旁路通路设于气缸体上并迂回所述滑动轴承。

在轴通过滑动轴承支承于外壳的构成中，如果在曲轴室内的滑动部分产生的磨损粉附着于滑动轴承上，则存在阻碍轴的顺畅的旋转的不良现象，但是，通过具有上述结构，在曲轴室内的滑动部分产生的磨损粉不会被经由旁路通路流动的工作流体导入滑动轴承，从而能够避免上述不良现象。

此外，优选在相对于轴的轴心位于工作流体流入所述曲轴室的部位的相反侧的部位至少设有一个所述通孔。通过具有这种结构，在设有多个构成旁路通路的槽的情况下，能够使流入曲轴室的工作流体不偏向该多个槽的一部分而进行导入。

发明效果

如上述所述，根据本发明，由于设有使压缩机所吸入的工作流体不经由曲轴室而直接导入吸入室的第一吸入路径和经由曲轴室导入吸入室的第二吸入路径，并且该第二吸入路径构成为具有经由轴导入吸入室的油分离通路和与该油分离通路并列设置且不经由轴而通过气缸体导入吸入室的旁路通路，因此，能够相对地增加导入曲轴室的工作流体，并且能够抑制经由轴导入吸入室的工作流体的增加，能够确保曲轴室内的内部零件的冷却，并且，抑制流过在轴的曲轴室开口的侧孔的工作流体的流速，能够确保通过因轴的旋转而形成的离心分离作用得到的油分离。

因此，能够确保曲轴室内的滑动零件的可靠性，还能够降低从曲轴室吸出的油。

特别是，通过使所述旁路通路具有设于旋转支承斜盘的推力轴承和承受该推力轴承的设于气缸体的推力轴承承接面之间的槽，能够优先冷却冷却容易不充分的推力轴承附近，从而能够降低该部分的磨损。

另外，在轴通过滑动轴承旋转自如地支承于外壳的构成中，通过将旁路通路以迂回滑动轴承的方式设于外壳上，能够使滑动轴承附近的磨损粉被流经旁路通路的工作流体引导而排出，从而能够确保轴的顺畅的旋转。

附图说明

图1是表示本发明的活塞式压缩机的构成例的剖面图；

图2是表示本发明的活塞式压缩机的前侧气缸体和后侧气缸体的立体图；

图3是从曲轴室侧看本发明的活塞式压缩机的前侧气缸体和后侧气缸体的图；

图4是从气缸体侧看本发明的活塞式压缩机的前气缸盖和后气缸盖的图；

图5是表示旁路通路的放大剖面图；

图6是从曲轴室侧看旁路通路的图，（a）是从轴的轴向看的图，（b）是立体图。

符号说明

1前侧气缸体

2后侧气缸体

4前气缸盖

6后气缸盖

7曲轴室

8、9轴插入孔

10、11滑动轴承

12轴

15缸孔

17活塞

20斜盘

21、22推力轴承

27a、27b吸入室

28a、28b排出室

30吸入口

31排出口

32油分离通路

32a轴孔

32b流入侧侧孔

32c流出侧侧孔

33旁路通路

40推力轴承承接面

41槽

42空间

43气缸体贯通孔

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

在图1中表示以制冷剂为工作流体的车辆用空调装置的冷冻循环所使用的被称作固定容量斜盘式往复移动型的活塞式压缩机。

该压缩机具有：前侧气缸体1、组装于该前侧气缸体1的后侧气缸体2、隔着阀板3组装于前侧气缸体1的前侧（图中为左侧）的前气缸盖4、隔着阀板5组装于后侧气缸体2的后侧（图中为右侧）的后气缸盖6。这些前气缸盖4、前侧气缸体1、后侧气缸体2及后气缸盖6通过未图示的连接螺栓在轴向上连接在一起，构成压缩机整体的外壳。

也如图2所示，前侧气缸体1和后侧气缸体2隔着衬垫16组装在一起，在内部形成有通过组装各气缸体而划分的曲轴室7。在该曲轴室7配置有轴12，该轴12通过由滑动轴承10、11构成的轴承旋转自如地支承在形成于前侧气缸体1及后侧气缸体2的轴插入孔8、9内，该轴12的一端从前气缸盖4突出。滑动轴承10、11被安装于不防碍后述轴内通路的侧孔的开口的位置。在轴12的前端部和前气缸盖4之间配置有用于防止制冷剂的泄漏的密封部件13，并且在从前气缸盖4突出的轴12的前端安装有电磁离合器14。

也如图3所示，在各气缸体1、2中形成有相对于轴插入孔8、9平行且在以轴为中心的圆周上等间隔地配置的多个缸孔15。在各缸孔15内可往复滑动地插入有两端具有头部17b的双头活塞17，在该双头活塞17的头部17b和阀板3、5之间形成有压缩室18。

在轴12上，与轴12一体形成有收容于曲轴室7且与该轴12一同旋转的斜盘20。

该斜盘20通过推力轴承21、22旋转自如地支承于前侧气缸体1及后侧气缸体2，周缘部分经由夹着前后设置的半球状的一对垫块23a、23b卡留在形成于双头活塞17的中央部的卡留凹部17a。因此，当轴12旋转而使斜盘20旋转时，其旋转运动经由垫块23a、23b被变换为双头活塞17的往复运动，从而使压缩室18的容积发生变化。

在各阀板3、5上，与各缸孔相对应地形成有吸入孔3a、5a和排出孔3b、5b，该吸入孔3a、5a由设于气缸体侧端面的进气阀进行开闭，该排出孔3b、5b由设于气缸盖侧端面的排出阀进行开闭。也如图4所示，前气缸盖4和后气缸盖6分别形成有用于收容向压缩室18供给的制冷剂的吸入室27a、27b和用于收容从压缩室18排出的制冷剂的排出室28a、28b。在本例中，吸入室27a、27b分别形成于各头4、6的大致中央，排出室28a、28b形成于吸入室27a、27b的周围。

另外，构成外壳的后侧气缸体2形成有吸入口30和排出口31，该吸入口30用于从外部循环吸入制冷剂，该排出口31与排出室28a、28b连通且用于排出压缩的制冷剂。

在本构成例中，从吸入口30到吸入室27a、27b的吸入路径具有第一吸入路径和第二吸入路径，该第一吸入路径使从吸入口30流入的制冷剂不经由所述曲轴室7而直接导入吸入室27a、27b，而该第二吸入路径使从吸入口30流入的制冷剂经由与吸入口30连通的曲轴室7导入吸入室。该第二吸入路径还具有油分离通路32和旁路通路33，该油分离通路32经由在贯通曲轴室7的轴12上形成的轴内的通路到达前气缸盖4及后气缸盖6各自的吸入室27a、27b，而该旁路通路33与该油分离通路32并列设置，并且从所述曲轴室7迂回轴12通过气缸体1，2到达吸入室27a、27b。

更具体而言，在曲轴室7的外侧形成有与吸入口30连接且沿轴向延伸的轴向通路34，所述第一吸入路径构成为使形成于曲轴室7外侧的所述轴向通路34朝向前气缸盖4及后气缸盖6延伸，经由形成于阀板3、5的通孔3c、5c与形成于前气缸盖4和后气缸盖6的导入室35a、35b连通，并且，在前气缸盖4及后气缸盖6分别形成有以不与排出室28a、28b相干涉的方式沿径向贯穿的径向通路36a、36b，通过该径向通路36a、36b连接导入室35a、35b和吸入室27a、27b，使从吸入口30吸入的制冷剂的一部分不经由曲轴室7而导入压缩机前后的吸入室27a、27b。

另外，第二吸入路径在轴向通路34的中途设有与曲轴室7连通的开口部39，从该开口部39向曲轴室导入工作流体，之后将其导入吸入室，油分离通路32由轴孔32a、流入侧侧孔32b和流出侧侧孔32c构成，其中，轴孔32a在轴12内从后侧前端沿轴向贯穿到前侧并且后侧的开口端在设于后气缸盖6的吸入室27b开口，该流入侧侧孔32b与该轴孔32a连通且沿轴12的径向设置并在曲轴室7开口，该流出侧侧孔32c与轴孔32a连通且沿轴12的径向设置并在形成于前气缸盖4的吸入室27a开口。

与之相对，也如图5所示，旁路通路33由槽41、空间42和气缸体贯通孔43构成，其中，槽41设于旋转支承斜盘20的推力轴承21、22和承受该推力轴承21、22的设于气缸体1、2的推力轴承承接面40之间，空间42是所述轴12和供该轴12插入的轴插入孔8、9之间的间隙，气缸体贯通孔43形成于气缸体1、2且一端在轴插入孔8、9的内壁面开口而另一端经由形成于阀板3、5的通孔3d、5d与吸入室27a、27b连通。

更具体而言，也如图6所示，槽41在推力轴承21、22的推力轴承挡圈接触的气缸体1、2的推力轴承承接面40上放射状地形成，该放射状的槽41从相比推力轴承21、22的推力轴承挡圈抵接的部位更外侧的部位朝向轴插入孔8、9形成，在本例中形成于沿圆周方向大致等间隔地形成的五个缸孔15的彼此相邻的缸孔之间。

另外，气缸体贯通孔43在可旋转地支承轴12的滑动轴承10、11的跟前侧（曲轴室侧），使其一端在轴插入孔8、9的内周面开口，使通过所述槽41并经由轴12和轴插入孔8、9之间的空间42流出的工作流体迂回滑动轴承10、11而导入吸入室27a、27b。

在本例中，由多个有底的平行孔（铸孔）43b和倾斜孔43a构成气缸体贯通孔43，该平行孔（铸孔）43b从气缸体1、2的曲轴室的相反侧与轴12的轴心大致平行地贯穿，而该倾斜孔43a以相对于轴的轴心规定的角度贯穿到轴插入孔8的内周面，使轴插入孔8、9和轴12之间的空间42经由倾斜孔43a与平行孔43b连通。

而且，在本例中，在相对于轴12的轴心位于工作流体流入曲轴室7的开口部39的相反侧（从开口部39观察在远离轴12的轴心的一侧）设有两个（参照图6（b））气缸体贯通孔43（倾斜孔43a）。在图1中，为了便于说明，将倾斜孔43a的设置位置描绘在轴12的上侧，但是如图6（b）所示，相对于轴12的轴心设于开口部39的相反侧，由此能够使流入曲轴室7的工作流体不偏向构成旁路通路33的多个槽41的一部分而进行导入。

在此，从吸入口30流入的工作流体的分配比例例如如下设定。

首先，将通路截面设定为从吸入口30不经由曲轴室7而直接导入吸入室27a、27b的流量在前侧和后侧分别占全部吸入量的约35％左右，将导入曲轴室7的流量占全部吸入量的约30％。在本例中，从吸入口30直接导入前侧或后侧的吸入室27a、27b的第一吸入路径形成为，该路径的最小通路截面被设定在相当于约φ12的孔（相当于直径为约12mm的圆），并且压力损失大到性能上可容许的水平。

另外，流入曲轴室7的流量中经由油分离通路32（轴12的流入侧侧孔32b、轴孔32a、流出侧侧孔32c）导入吸入室27a、27b的流量设为约40％（全部吸入流量的约12％），经由旁路通路33导入吸入室27a、27b的流量设为约60％（全部吸入流量的约18％）。

因此，在上述构成中，通过设置从吸入口30直接导入吸入室27a、27b的第一吸入路径，减少了流入曲轴室7的流量，但是，由于从曲轴室7向吸入室27a、27b导入工作流体的第二吸入路径将旁路通路33和油分离通路32并列设置而构成，因此，与仅仅把通过轴12内部导入吸入室27a、27b的油分离通路作为第二吸入路径的现有构成相比，能够相对地增加流入曲轴室的工作流体的量。

另外，导入曲轴室的工作流体分流流过旁路通路和油分离通路而导入吸入室，因此，即使导入曲轴室的工作流体量增加，也能够抑制流经形成于轴12的流入侧侧孔32b的工作流体量（工作流体的流速）。

因此，能够增加流入曲轴室的工作流体量以确保曲轴室内的冷却，而且，由于导入曲轴室内的工作流体的一部分经由旁路通路33导入吸入室，所以流入轴12的流入侧侧孔32b的工作流体的流速被抑制，曲轴室7内的混入有油的制冷剂通过轴12的旋转产生的离心分离作用而分离出油，能够使油残留在曲轴室中。

需要说明的是，从吸入口30不经由曲轴室7而直接吸入吸入室27a、27b的制冷剂在含油的状态下被压缩，并直接向外部冷冻循环排出，但在冷冻循环中循环并再次吸入压缩机时，其一部分被分配到第二吸入路径进行油分离，因此，在连续进行该工序的过程中，在冷冻回路内循环的油被可靠地分离，并保持在曲轴室内。

另外，根据上述构成，构成旁路通路33的槽41设于旋转支承斜盘20的推力轴承21、22和设于承受该推力轴承的气缸体1、2的推力轴承承接面40之间，因此，能够优先冷却推力轴承21、22，能够降低推力轴承附近的磨损，并且，能够将因推力轴承的磨损而产生的磨损粉经由该旁路通路从曲轴室排出。

此外，旁路通路33设置成迂回滑动轴承10、11，因此，经由旁路通路33流动的工作流体中的磨损粉不会被导入滑动轴承，从而能够确保轴12的顺畅的旋转，而且，如上所述，旁路通路33由槽41、轴12和供该轴插入的轴插入孔8、9之间的空间、形成于气缸体1、2且在轴插入孔8、9的内周面开口的气缸体贯通孔43构成，具有复杂的结构，所以也能够抑制从曲轴室7经由旁路通路33向吸入室流出的油的流出。

需要说明的是，在上述实施例中，说明了适用于具有双头活塞的活塞式固定容量压缩机的情况，但是也同样能够适用于利用相对轴以倾斜角度固定的斜盘使单头活塞往复滑动的固定容量型压缩机。

Claims (5)

1.一种活塞式压缩机，其具有：形成有面临曲轴室的缸孔的至少一个气缸体、在缸孔内往复滑动的活塞、形成有吸入室和排出室且隔着阀板与所述气缸体接合的至少一个气缸盖、贯通所述曲轴室且旋转自如地支承于所述气缸体的轴、收容于所述曲轴室且随着所述轴的旋转而旋转使所述活塞往复移动的斜盘、形成在所述气缸体或所述气缸盖用于吸入工作流体的吸入口和排出工作流体的排出口，使从所述吸入口吸入的工作流体导入所述吸入室，该工作流体被所述活塞压缩后，经由所述排出室从所述排出口排出，其特征在于，

在所述轴上至少形成有沿轴向设置的轴孔和与该轴孔连通且沿所述轴的径向设置并在所述曲轴室开口的侧孔，

并且，具有使从所述吸入口流入的工作流体不经由所述曲轴室而直接导入所述吸入室的第一吸入路径，和

使从所述吸入口流入的工作流体经由所述曲轴室导入所述吸入室的第二吸入路径，

所述第二吸入路径具有：

油分离通路，从所述曲轴室经由形成于所述轴的所述侧孔和所述轴孔导入所述吸入室，和

旁路通路，从所述曲轴室不经由所述轴内而通过所述气缸体导入所述吸入室。

2.如权利要求1所述的活塞式压缩机，其特征在于，

所述旁路通路具有槽，该槽设于旋转支承所述斜盘的推力轴承和承受该推力轴承的设于所述气缸体的推力轴承承接面之间。

3.如权利要求2所述的活塞式压缩机，其特征在于，

所述旁路通路包括：

槽，设于旋转支承所述斜盘的推力轴承和设于所述气缸体的所述推力轴承承接面之间；

空间，与该槽连通且形成在所述轴和供该轴插入的轴插入孔之间；

通孔，形成于所述气缸体，在所述轴插入孔的内周面开口。

4.如权利要求1～3中任一项所述的活塞式压缩机，其特征在于，

所述轴通过滑动轴承旋转自如地支承于所述外壳，

所述旁路通路设于所述气缸体，迂回所述滑动轴承。

5.如权利要求3所述的活塞式压缩机，其特征在于，

相对于所述轴的轴心位于所述工作流体流入所述曲轴室的部位的相反侧的部位至少设有一个所述通孔。

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