CN105473862A - 涡旋型流体设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种涡旋型流体设备，包括能通过将从动涡盘传递至壳体的振动衰减，来降低释放到涡旋型流体设备外部的噪声的自转阻止机构。涡旋型流体设备(1)包括自转阻止机构(36)，该自转阻止机构在不妨碍动涡盘(16)相对于固定在壳体(4)上的定涡盘(14)的公转回旋运动的情况下，阻止动涡盘的自转，自转阻止机构具有：支承孔(42)，该支承孔穿设在动涡盘的基板(16a)和壳体的底座部(4a)中的任意一方上；自转阻止销(38)，该自转阻止销嵌入支承孔，并且朝基板和底座部中的任意另一方侧突出；限制孔(46)，该限制孔穿设在基板及底座部中的任意另一方上，并且供自转阻止销游隙嵌合；以及缓冲构件(44)，该缓冲构件夹设在支承孔和限制孔中的至少支承孔与自转阻止销之间。

Description

涡旋型流体设备
技术领域
本发明涉及一种涡旋型流体设备，特别是涉及适合组装在车用空调装置中的涡旋型流体设备。
背景技术
已知在这种涡旋型流体设备中设置有自转阻止机构，该自转阻止机构在不妨碍动涡盘相对于固定在壳体上的定涡盘的公转回旋运动的情况下，阻止上述动涡盘的自转。
此外，例如，在专利文献1中公开有一种涡旋式压缩机，在该涡旋式压缩机中，使公转位置限制环夹设在基板与壳体(外壳)的底座部(承压壁)之间，其中，上述基板立设有动涡盘的涡卷壁，上述壳体(外壳)的底座部(承压壁)与上述基板相对地定位设置，使与上述公转位置限制环一体的自转阻止销朝基板侧及底座部侧突出，将上述自转阻止销与穿设在基板及底座部上的限制孔(公转位置限制孔)游隙嵌合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第3018850号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述现有技术的自转阻止机构中，自转阻止销贯穿公转位置限制环、即环状板，而与设置在动涡盘的基板及外壳的底座部这两者上的限制孔游隙嵌合，来阻止动涡盘的自转。因而，伴随着涡旋式压缩机的动作而产生的制冷剂的压缩反作用力及通过驱动动涡盘旋转的驱动轴作用于动涡盘的振动会经由贯穿环状板的自转阻止销而直接传递至壳体，并将噪声释放到压缩机的外部。
特别是，由于自转阻止销一般由高硬度材料形成，高频的振动传递率高，因此，在壳体上容易产生高频噪声，有可能使例如装设压缩机的车用空调装置及车辆的振动及杂音增大。
本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种包括销+孔式或销+环式的自转阻止机构的涡旋型流体设备，在该涡旋型流体设备中，通过将从动涡盘传递至壳体的振动衰减，从而能降低释放到涡旋型流体设备外部的噪声、即振动及杂音。
解决技术问题所采用的技术方案
为了实现上述目的，第一技术方案记载的本发明的涡旋型流体设备包括自转阻止机构，该自转阻止机构在不妨碍动涡盘相对于固定在壳体上的定涡盘的公转回旋运动的情况下，阻止所述动涡盘的自转，其特征是，自转阻止机构具有：支承孔，该支承孔穿设在基板和壳体的底座部中的任意一方上，其中，上述基板立设有动涡盘的涡卷壁，上述壳体的底座部与该基板相对地定位设置；自转阻止销，该自转阻止销嵌入支承孔，并且朝基板和底座部中的任意另一方侧突出；限制孔，该限制孔穿设在基板及底座部中的任意另一方上，并且供自转阻止销游隙嵌合；以及缓冲构件，该缓冲构件夹设在支承孔和限制孔中的至少支承孔与自转阻止销之间。
此外，第二技术方案记载的本发明的涡旋型流体设备包括自转阻止机构，该自转阻止机构在不妨碍动涡盘相对于固定在壳体上的定涡盘的公转回旋运动的情况下，阻止所述动涡盘的自转，其特征是，自转阻止机构具有：缓冲构件，该缓冲构件是配置在基板与壳体的底座部之间的环状板，其中，上述基板立设有动涡盘的涡卷壁，上述壳体的底座部与该基板相对地定位设置；第一支承孔，该第一支承孔穿设于缓冲构件；第一自转阻止销，该第一自转阻止销嵌入第一支承孔，并且朝基板和底座部中的任意一方侧突出；限制孔，该限制孔穿设在基板及底座部中的任意一方上，并且供自转阻止销游隙嵌合；以及限制元件，该限制元件对缓冲构件相对于基板和底座部中的任意另一方的移动进行限制。
在第三技术方案记载的发明中，限制元件具有：第二支承孔，该第二支承孔穿设于缓冲构件；固定销，该固定销嵌入第二支承孔，并且朝基板和底座部中的任意另一方侧突出；以及第三支承孔，该第三支承孔穿设在基板和底座部中的任意另一方上，并且供固定销嵌入。
在第四技术方案记载的发明中，限制元件具有：第二支承孔，该第二支承孔穿设于缓冲构件；第二自转阻止销，该第二自转阻止销嵌入第二支承孔，并且朝基板和底座部中的任意另一方侧突出；以及第二限制孔，该第二限制孔穿设在基板和底座部中的任意另一方上，并且供第二自转阻止销游隙嵌合。
在第五技术方案记载的发明中，缓冲构件由振动衰减率比自转阻止销的振动衰减率高的材料形成。
在第六技术方案记载的发明中，包括背压结构，在该背压结构中，通过使动涡盘相对于定涡盘进行公转回旋运动，从而在底座部与缓冲构件之间形成包含润滑油在内的工作流体的背压室，利用背压室将动涡盘隔着缓冲构件向定涡盘进行按压施力。
发明效果
根据第一技术方案记载的本发明的涡旋型流体设备，通过使缓冲构件夹设在自转阻止销的支承孔及限制孔中的至少支承孔与自转阻止销之间，从而能在缓冲构件中将从定涡盘经由自转阻止销传递至壳体的振动衰减。因而，能降低释放到涡旋型流体设备的外部的噪声，进而能降低由上述噪声引起的振动及杂音，能大幅改善涡旋型流体设备的噪声特性。
根据第二技术方案记载的本发明的涡旋型流体设备，将环状板即缓冲构件配置在动涡盘的立设有涡卷壁的基板与和该基板相对地定位设置的壳体的底座部之间，并使第一自转阻止销从缓冲构件朝基板和底座部中的任意一方突出而与第一限制孔游隙嵌合，利用限制元件对缓冲构件相对于基板和底座部中的任意另一方的移动进行限制。在这种情况下，也能在缓冲构件中将从动涡盘经由自转阻止销传递至壳体的振动衰减，能降低释放到涡旋型流体设备的外部的噪声，进而能降低由该噪声引起的振动及杂音，从而能大幅改善涡旋型流体设备的噪声特性。
根据第三技术方案记载的发明，具体来说，限制元件利用固定销将缓冲构件经由第二支承孔及第三支承孔固定于基板和底座部中的任意另一方。
另一方面，根据第四技术方案的发明，也可以由第二支承孔、第二自转阻止销及第二限制孔来构成限制元件，并起到自转阻止机构的一部分的作用。
根据第五技术方案记载的发明，通过使缓冲构件由振动衰减率比自转阻止销的振动衰减率高的材料形成，由于自转阻止销一般由高硬度材料形成，高频噪声的振动传递率高，因此，能有效地降低从涡旋型流体设备释放出的高频噪声。
根据第六技术方案记载的发明，由于能利用背压结构的背压室的压力使底座部与缓冲构件分开，因此，不仅能在缓冲构件中将从动涡盘传递至壳体的振动衰减，在背压室中也能将上述振动衰减，能进一步降低释放到涡旋型流体设备的外部的噪声，进而能进一步降低由上述噪声引起的振动及杂音，从而能更进一步大幅地改善涡旋型流体设备的噪声特性。
附图说明
图1是本发明实施例1的涡旋式压缩机的纵剖视图。
图2是表示本发明实施例2的涡旋式压缩机的中间壳体内的分解立体图。
图3是图2的中间壳体内的纵剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明一实施方式进行说明。
(实施例1)
如图1所示，本实施例的涡旋型流体设备是涡旋式压缩机，上述压缩机1组装到例如装设在未图示的车辆上的车用空调装置的制冷回路中。上述回路包括压缩机1的工作流体、即制冷剂的制冷剂循环路径，压缩机1从制冷剂循环路径的返回流路(日文：復路)吸入制冷剂，并对该制冷剂进行压缩，以朝向制冷剂循环路径的出发流路(日文：往路)排出。
上述压缩机1包括后壳体2及前壳体4，在后壳体2与前壳体4之间配置有涡旋单元6。驱动轴8在前壳体4内延伸，上述驱动轴8通过轴承而能自由旋转地支承于前壳体4。
在驱动轴8的从前外壳4突出的突出端上安装有内置了电磁离合器10的驱动滑轮12，上述驱动滑轮12通过轴承而能自由旋转地支承于前壳体4。车辆的发动机的动力经由未图示的驱动带而传递至驱动滑轮12，驱动滑轮12的旋转能通过电磁离合器10传递至驱动轴8。因而，若在发动机的驱动中，使电磁离合器10进行启动动作，则驱动轴8与驱动滑轮12一体地旋转。
另一方面，涡旋单元6由定涡盘14和动涡盘16构成，其中，上述定涡盘14被后壳体2及前壳体4夹持，上述动涡盘16被组装成与上述定涡盘14啮合。
动涡盘16包括基板16a，在该基板16a上以朝向定涡盘14的方式立设有涡卷壁16b。动涡盘16的基板16a的背面16c与形成在前壳体4内侧的底座部4a相对地定位设置。
在定涡盘14的基板14a上以朝向动涡盘16的基板16a的方式立设有涡卷壁14b，通过使上述定涡盘14及动涡盘16各自的涡卷壁14b、16b相对地啮合，从而形成压缩机1的包含润滑油在内的工作流体、即制冷剂的压缩室18，上述压缩室18的容积伴随着动涡盘16相对于定涡盘14的公转回旋运动而增加或减少。
在前壳体4的外周壁4b上开设有吸入端口20，吸入端口20与上述制冷剂循环路径的返回流路连通。此外，在前壳体4的内周壁4c与动涡盘16之间形成有与吸入端口20连通的制冷剂的吸入室22。
另一方面，在后壳体2的外周壁2a上开设有排出端口24，该排出端口24与制冷剂循环路径的出发流路连通。在定涡盘14与后壳体2的端壁2b之间形成有与排出端口24连通的排出室26，该排出室26经由穿设在定涡盘14的基板14a上的排出孔28而与压缩室18连通。在排出室26上配置有将排出孔28开闭的排出阀30，通过限位板32来限制上述排出阀30的开度。
此外，在动涡盘16的基板16a的背面16c上形成有凸部34。凸部34通过轴承被能自由旋转地支承于驱动轴8的偏心轴部8a，利用驱动轴8的旋转，而对动涡盘16施加公转回旋运动。另外，在动涡盘16的基板16a与前壳体4的底座部4a之间配置有自转阻止机构36，该自转阻止机构36不会妨碍动涡盘16相对于定涡盘14的公转回旋运动，而是阻止动涡盘16的自转。
此外，根据上述压缩机1，通过伴随着驱动轴8的旋转，使动涡盘16在前壳体4的底座部4a上不进行自转，而是进行公转回旋运动，从而经由吸入端口20吸入到涡旋单元6中的制冷剂形成压缩室18，在压缩室18内的制冷剂一边朝向涡旋单元6的中心移动一边被压缩后，经由排出孔28排出至排出室26，并经由排出端口24送出到压缩机1外。
在此，本实施例的自转阻止机构36是例如具有六组自转阻止销38及限制环40的销+环式的机构，在前壳体4的底座部4a上穿设有与各自转阻止销38相对应的支承孔42，各自转阻止销38分别隔着缓冲构件44嵌入并支承在各支承孔42中，并朝动涡盘16的基板16a一侧突出。
自转阻止销38由SUJ2(高碳铬轴承钢)等高硬度材料形成，特别是高频噪声的振动传递率高，但缓冲构件44由例如铝合金等振动传递率至少比自转阻止销38的振动传递率低的、换言之振动衰减率至少比自转阻止销38的振动衰减率高的材料形成。
另一方面，限制环40由与自转阻止销38同样的高硬度材料形成，并与穿设在动涡盘16的基板16a上的有底状的限制孔46嵌合。自转阻止销38在其径向上通过限制环40而与限制孔46游隙嵌合，并根据动涡盘16相对于定涡盘14的公转回旋运动而在限制环40上滑动。
如上所述，在本实施例中，通过在支承孔42中的与自转阻止销38之间的位置处夹设有缓冲构件44，从而能在缓冲构件44中将从动涡盘16经由自转阻止销38传递至前壳体4的振动衰减。因而，能降低释放到压缩机1外部的噪声、即振动及杂音，能大幅改善压缩机1的噪声特性。
此外，通过使缓冲构件44由振动衰减率比自转阻止销38的振动衰减率高的材料形成，由于自转阻止销38由高硬度材料形成，高频噪声的振动传递率高，因此，能有效地降低从压缩机1释放出的高频噪声。
(实施例2)
如图2及图3所示，本实施例的涡旋型流体设备是设置中间壳体48作为容器一部分的涡旋式压缩机50，对于与实施例1相同的结构，标注相同符号而省略其说明。
上述压缩机50通过配置在容器内的未图示的电动马达对驱动轴8进行旋转驱动，并且在动涡盘16的基板16a的背面16c形成包含润滑油在内的制冷剂的背压结构。
在本实施例中，将环状板52配置在动涡盘16的基板16a与和该基板16a相对定位设置的中间壳体48的底座部48a之间，上述环状板52与实施例1的缓冲构件44同样地由铝合金、合成树脂、陶瓷等振动传递率至少比自转阻止销38的振动传递率低的、换言之振动衰减率至少比自转阻止销38的振动衰减率高的材料形成。
在环状板52上分别与各自转阻止销38相对应地穿设有第一支承孔54，各自转阻止销38分别嵌入并支承于各第一支承孔54，并朝动涡盘16的基板16a一侧突出。
另一方面，限制环40由与自转阻止销38同样的高硬度材料形成，并与穿设在动涡盘16的基板16a上的有底状的第一限制孔56嵌合。自转阻止销38在其径向上通过限制环40而与第一限制孔56游隙嵌合，并根据动涡盘16相对于定涡盘14的公转回旋运动而在限制环40上滑动。
此外，环状板52相对于中间壳体48的底座部48a的移动通过例如三个固定销58(限制元件)限制。详细来说，在环状板52上穿设有与各固定销58相对应的第二支承孔60，各固定销58分别嵌入并支承于各第二支承孔60，并朝底座部48a一侧突出。
在底座部48a上穿设有与各固定销58相对应的第三支承孔62，各固定销58分别隔着固定环64嵌入到各第三支承孔62。
固定环64由与自转阻止销38相同的高硬度材料形成，并且自转阻止销38具有能以中间配合等规定的配合尺寸嵌合的内径。藉此，作为上述背压结构，伴随着形成于底座部48a与环状板52间的背压室66的压力上升，允许自转阻止销38及与该自转阻止销38嵌入的环状板52相对于动涡盘16朝驱动轴8的轴线方向稍许移动，利用背压室66的压力，使动涡盘16隔着环状板52对定涡盘14进行按压施力。
在这种背压结构中，环状板52例如隔着两个O形环68而气密地安装于中间壳体48的内周壁48b，通过适当导入设于压缩机50的未图示的吸入室及排出室的制冷剂，从而适当地对背压室66的压力进行调节。
如上所述，在本实施例中，通过将环状板52配置在动涡盘16的基板16a与中间壳体48的底座部48a之间，从而与实施例1的情况同样地，能在环状板52中将从动涡盘16经由自转阻止销38传递到中间壳体48的振动衰减。因而，能降低释放到压缩机50外部的噪声、即振动及杂音，能大幅改善压缩机50的噪声特性。
此外，通过使环状板52由振动衰减率比自转阻止销38的振动衰减率高的材料形成，由于自转阻止销38由高硬度材料形成，高频噪声的振动传递率高，因此，能有效地降低从压缩机1释放出的高频噪声。
此外，当像压缩机50这样在动涡盘16的背面16c具有背压结构的情况下，由于能利用背压室66的压力使底座部48a与环状板52分开，因此，不仅在环状板52中能将从动涡盘16传递中间壳体48的振动衰减，在背压室66中也能将上述振动衰减，从而能进一步降低释放到压缩机50外部的噪声、即振动及杂音，能更进一步大幅改善压缩机50的噪声特性。
以上是对本发明各实施例的说明，但本发明不局限于上述各实施例，能在不脱离本发明的思想的范围内进行各种改变。
例如，在实施例1中，不仅在支承孔42中，在包括限制环40在内的限制孔46周围也能夹设缓冲构件44，在这种情况下，能更有效地将从动涡盘16经由自转阻止销38传递到前壳体4的振动衰减。
此外，在实施例1中，也可以将支承孔42设置于动涡盘16的基板16a，并将限制孔46设置于前壳体4的底座部4a。在这种情况下，通过将缓冲构件44夹设在支承孔42和限制孔46的至少支承孔42中的与自转阻止销38之间的位置处，从而能将从动涡盘16经由自转阻止销38传递至前壳体4的振动衰减。
此外，在实施例2中，对环状板52的移动进行限制的元件不局限于固定销58，可以想到各种手段。例如，作为环状板52的移动的限制元件的其它例子，也可以将上述限制元件作为与自转阻止机构36不同的第二自转阻止机构。
详细来说，在环状板52上分别与不同于自转阻止销38的第二自转阻止销相对应地穿设第二支承孔，各第二自转阻止销分别嵌入并支承于各第二支承孔，并朝底座部48a一侧突出。另一方面，与限制环40同样的第二限制环与穿设于底座部48a的有底状的第二限制孔嵌合，第二自转阻止销隔着第二限制环而与第二限制孔游隙嵌合。
此外，在实施例2中，也可以将第一限制孔56设于底座部48a，而将第三支承孔62设置于基板16a，并用固定销58将环状板52固定在动涡盘16一侧。此时，上述第二自转阻止机构中的第二阻止销的突出方向及第二限制孔的形成位置相反。在这种情况下，通过将环状板52夹设在自转阻止销38与底座部48a之间，从而能将从动涡盘16经由自转阻止销38传递到中间壳体48的振动衰减。
此外，构成自转阻止机构36的自转阻止销38及固定销58的数量、直径以及自转阻止销38及固定销58与各支承孔及各限制孔间的直径的大小关系不限定于未图示的形态。
此外，缓冲构件44及环状板52只要是具有至少比自转阻止销38高的振动衰减率，不局限于铝合金，也可以是例如合成树脂、陶瓷等。
此外，在上述各实施例及变形例中，对组装在车用空调装置的发动机驱动的涡旋式压缩机1及电动马达驱动的涡旋式压缩机50进行了说明，但本发明不局限于此，能适用于使用各种工作流体的各个领域中的压缩机或膨胀机等全部涡旋型流体设备。
(符号说明)
1涡旋式压缩机(涡旋型流体设备)
4前壳体(壳体)
4a底座部
14定涡盘
16动涡盘
16a基板
16b涡卷壁
36自转阻止机构
38自转阻止销(第一自转阻止销)
42支承孔
44缓冲构件
46限制孔
48中间壳体(壳体)
48a底座部
50涡旋式压缩机(涡旋型流体设备)
52环状板(缓冲构件)
54第一支承孔
56第一限制孔
58固定销(限制元件)
60第二支承孔(限制元件)
62第三支承孔(限制元件)
66背压室。

Claims (6)

1.一种涡旋型流体设备，包括自转阻止机构，该自转阻止机构在不妨碍动涡盘相对于固定在壳体上的定涡盘的公转回旋运动的情况下，阻止所述动涡盘的自转，
其特征在于，
所述自转阻止机构具有：
支承孔，该支承孔穿设在基板和所述壳体的底座部中的任意一方上，其中，所述基板立设有所述动涡盘的涡卷壁，所述壳体的底座部与所述基板相对地定位设置；
自转阻止销，该自转阻止销嵌入所述支承孔，并且朝所述基板和所述底座部中的任意另一方侧突出；
限制孔，该限制孔穿设在所述基板及所述底座部中的任意另一方上，并且供所述自转阻止销游隙嵌合；以及
缓冲构件，该缓冲构件夹设在所述支承孔和所述限制孔中的至少所述支承孔与所述自转阻止销之间。
2.一种涡旋型流体设备，包括自转阻止机构，该自转阻止机构在不妨碍动涡盘相对于固定在壳体上的定涡盘的公转回旋运动的情况下，阻止所述动涡盘的自转，
其特征在于，
所述自转阻止机构具有：
缓冲构件，该缓冲构件是配置在基板与所述壳体的底座部之间的环状板，其中，所述基板立设有所述动涡盘的涡卷壁，所述壳体的底座部与所述基板相对地定位设置；
第一支承孔，该第一支承孔穿设于所述缓冲构件；
第一自转阻止销，该第一自转阻止销嵌入所述第一支承孔，并且朝所述基板和所述底座部中的任意一方侧突出；
第一限制孔，该第一限制孔穿设在所述基板及所述底座部中的任意一方上，并且供所述自转阻止销游隙嵌合；以及
限制元件，该限制元件对所述缓冲构件相对于所述基板和所述底座部中的任意另一方的移动进行限制。
3.如权利要求2所述的涡旋型流体设备，其特征在于，
所述限制元件具有：
第二支承孔，该第二支承孔穿设于所述缓冲构件；
固定销，该固定销嵌入所述第二支承孔，并且朝所述基板和所述底座部中的任意另一方侧突出；以及
第三支承孔，该第三支承孔穿设在所述基板和所述底座部中的任意另一方上，并且供所述固定销嵌入。
4.如权利要求2所述的涡旋型流体设备，其特征在于，
所述限制元件具有：
第二支承孔，该第二支承孔穿设于所述缓冲构件；
第二自转阻止销，该第二自转阻止销嵌入所述第二支承孔，并且朝所述基板和所述底座部中的任意另一方侧突出；以及
第二限制孔，该第二限制孔穿设在所述基板及所述底座部中的任意另一方上，并且供所述第二自转阻止销游隙嵌合。
5.如权利要求1至4中任一项所述的涡旋型流体设备，其特征在于，
所述缓冲构件由振动衰减率比所述自转阻止销的振动衰减率高的材料形成。
6.如权利要求2所述的涡旋型流体设备，其特征在于，
包括背压结构，在所述背压结构中，通过使所述动涡盘相对于所述定涡盘进行公转回旋运动，从而在所述底座部与所述缓冲构件之间形成包含润滑油在内的工作流体的背压室，利用所述背压室将所述动涡盘隔着所述缓冲构件向所述定涡盘进行按压施力。
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