CN107835902A - 涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

中间外壳(5)在外周部具有：第一端部(5a)；以及第二端部(5b)，所述第二端部(5b)在比上述第一端部(5a)更靠内周侧的位置处形成得比第一端部(5a)低，并与定涡盘构件(2)的端板(2a)抵接。后外壳(6)在外周部具有：第一外周部(6a)，上述第一外周部(6a)与上述第一端部(5a)接合；以及第二外周部(6b)，上述第二外周部(6b)与定涡盘构件(2)的端板(2a)接合，并与第二端部(5b)一起对端板(2a)进行夹持。第一端部(5a)与第一外周部(6a)之间、和端板(2a)与第二外周部(6b)之间夹装有垫圈(50)，上述垫圈(50)形成为环状，并一体地具有第一垫圈部(51)和第二垫圈部(52)。

Description

涡旋式压缩机

技术领域

本发明涉及一种涡旋式压缩机，包括定涡盘构件和动涡盘构件，通过使由定涡盘构件和动涡盘构件形成的密闭空间的容积变化，从而对流体进行压缩。

背景技术

作为涡旋式压缩机，普遍知晓一种专利文献1所示的这种涡旋式压缩机。

上述涡旋式压缩机包括：定涡盘构件；以及动涡盘构件，上述动涡盘构件一边与定涡盘构件接触一边公转，且在动涡盘构件与定涡盘构件之间形成容积随着上述公转而变化的密闭空间。

此外，上述压缩机的外壳具有：第一外壳(中间外壳)，上述第一外壳在内周部的端面处通过推力板承受动涡盘构件的推力；以及第二外壳(后外壳)，上述外壳为在外周部通过上述中间外壳的端部与上述后外壳的端部将上述定涡盘构件的侧板(端板)夹持的结构。

在上述压缩机中，为了避免流体从上述密闭空间、尤其是上述中间外壳与上述定涡盘构件之间及上述定涡盘构件与上述后外壳之间的轴向的间隙泄漏，在所述中间外壳与上述定涡盘构件的端板之间、及在上述定涡盘构件的端板与上述后外壳之间分别夹装有圆筒形的垫圈。

在此，例如，如专利文献2所示，已知一种结构，为了实现压缩机的小型化，中间外壳在其外周部具有第一端部和第二端部，其中，上述第一端部与后外壳的外周部接合，上述第二端部以朝推力板一侧凹陷的方式形成于比上述第一端部更靠内周侧的位置处，通过上述第二端部和后外壳的外周部，将定涡盘构件的端板夹持。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开公报第S56-129791号

专利文献2：日本专利申请公开公报第S57-179302号

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在专利文献2所示的压缩机中，为了避免上述流体的泄漏，考虑到使密封性更好的环状的垫圈夹在中间外壳与后外壳的接合部处，以代替配置在形成于第一端部的槽中的O形环。此外，考虑到一种通过利用螺栓将外壳彼此紧固从而提高密封性的技术。

垫圈虽然密封性优异，但由于夹在接合部处，因此会对压缩机的组装产生影响。尤其，为了上述密闭空间的密封，涡旋式压缩机需要μm级别的间隙管理。然而，由于垫圈与其厚度间存在至少50μm左右的公差，因此，不满足上述密闭空间的密封。

此外，定涡盘构件为被中间外壳的第二端部和后外壳直接夹持的结构，因此，定涡盘构件保持在外壳内的稳定性会受到损害。

本发明鉴于上述实际情况，其目的在于在利用垫圈减少透过泄漏的同时，吸收(抵消)与垫圈的厚度尺寸值间的公差，从而能提高密封性，并且稳定地保持定涡盘构件。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的涡旋式压缩机构成为包括：定涡盘构件；动涡盘构件，上述动涡盘构件一边与上述定涡盘构件接触一边公转，并在上述动涡盘构件与上述定涡盘之间形成容积随着上述公转变化的密闭空间；第一外壳，上述第一外壳对上述定涡盘构件和上述动涡盘构件进行收纳，并通过内周部的端面承接上述动涡盘构件的推力，且在外周部具有第一端部和第二端部，其中，上述第二端部在比上述第一端部更靠内周侧的位置处形成得比上述第一端部低，并与上述定涡盘构件的端板抵接；以及第二外壳，上述第二外壳在外周部具有第一外周部和第二外周部，其中，上述第一外周部与上述第一端部接合，上述第二外周部与上述定涡盘构件的端板接合，并与上述第二端部一起对上述定涡盘构件的端板进行夹持。

在其中，特征是，上述涡旋式压缩机构成为还包括垫圈，上述垫圈形成为环状，并且一体地具有：第一垫圈部，上述第一垫圈部夹装于上述第一端部与上述第一外周部之间；以及第二垫圈部，上述第二垫圈部设于比第一垫圈部更靠内周侧的位置，并夹装于上述定涡盘构件的端板与上述第二外周部之间。

发明效果

根据本发明，具有第一垫圈部和第二垫圈部的垫圈夹装于上述第一端部与上述第一外周部之间和上述定涡盘构件的端板与上述第二外周部之间。因而，与将仅具有第一垫圈部的垫圈夹装于上述第一端部与上述第一外周部之间的情况相比，由于与垫圈部的厚度尺寸值间的公差被抵消，因此，能提高稳定性，并且能稳定地保持定涡盘构件。

附图说明

图1是本发明实施方式的涡旋式压缩机的剖视图。

图2是图1的主要部分放大剖视图。

图3是图1的A－A剖视图。

图4是图3的B－B剖视图。

图5是表示夹装于外壳彼此的接合部之前的垫圈的形状的示意图。

图6A是表示使用了上述垫圈的情况下和使用了仅具有第一垫圈部的垫圈的情况下的压扁量的计算公式的图。

图6B是说明在使用了仅具有第一垫圈部的垫圈的情况下对垫圈的压扁量产生的影响的示意图。

图6C是说明在使用了上述垫圈的情况下对垫圈的压扁量产生的影响的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1是本发明实施方式的涡旋式压缩机的剖视图，图2是图1的主要部分放大剖视图。

本实施方式的涡旋式压缩机1是例如设于车用空调装置的制冷剂回路，吸入上述车用空调装置的制冷剂并将其压缩后排出的所谓的逆变器一体型的压缩机，构成为包括：压缩机构10；驱动机构20，上述驱动机构20用于驱动压缩机构10；逆变器30，上述逆变器30用于驱动驱动机构20；以及圆筒状的外壳40，上述外壳40将上述压缩机构10、驱动机构20和逆变器30收纳于内部。

压缩机构10包括沿中心轴(图1所示的O)方向相对配置的定涡盘构件2和动涡盘构件3。定涡盘构件2是通过在端板2a上一体形成涡卷缠绕件2b而成的。同样地，动涡盘构件3是通过在端板3a上一体形成涡卷缠绕件3b而成的。

两个涡盘构件2、3配置成使两个涡卷缠绕件2b、3b啮合，且使涡卷缠绕件2b的突出侧的端缘与端板3a接触，并使涡卷缠绕件3b的突出侧的端缘与端板2a接触。另外，在两个涡卷缠绕件2b、3b的突出侧的端缘埋设有顶端密封件。

此外，两个涡盘构件2、3配置成在两个涡卷缠绕件2b、3b的周向角度相互错开的状态下使两个涡卷缠绕件2b、3b的侧壁彼此局部接触。藉此，在两个涡卷缠绕件2b、3b之间形成从中心轴向观察呈新月状的密闭空间、即流体凹口4。

动涡盘构件3通过后述的驱动机构20在绕中心轴的圆形轨道上公转运动，自转被阻止。藉此，形成在两个涡卷缠绕件2b、3b间的流体凹口4从涡卷缠绕件2b、3b的外端部朝中心部移动，从而使流体凹口4的容积朝缩小方向变化。因此，从涡卷缠绕件2b、3b的外端部侧吸入至流体凹口4内的流体(例如制冷剂气体)被压缩。

驱动机构20具有电动马达21和自转阻止机构，在电动马达21中应用例如三相交流电机。例如，来自车辆的蓄电池(省略图示)的直流电源通过逆变器30转换为交流电流并向电动马达21供电。

电动马达21具有驱动轴22，上述驱动轴22能自由旋转地支承在后述的前外壳7的中心部。驱动轴22的前端侧连接于动涡盘构件3。因而，动涡盘构件3利用上述驱动轴22的旋转而回旋。另一方面，在此未对自转阻止机构进行详细说明，但自转阻止机构对动涡盘构件3的自转进行限制，藉此，动涡盘构件3的自转被阻止。

如图1所示，涡旋式压缩机1的外壳40构成为包括：中间外壳(第一外壳)5，上述中间外壳5对压缩机构10进行收纳；后外壳(第二外壳)6，上述后外壳6配置于上述中间外壳5的后侧；前外壳(第三外壳)7，上述前外壳7配置于中间外壳5的前侧，并对驱动机构20及逆变器30进行收纳；以及逆变器罩8。此外，上述各外壳5、6、7及逆变器罩8分别通过铸造形成，并通过多个螺栓9等紧固元件一体地紧固，以构成上述外壳40。

在本实施方式中，中间外壳5为对动涡盘构件2及定涡盘构件3进行收纳的结构。中间外壳5的后外壳6一侧被定涡盘构件2的端板2a封堵。

中间外壳5为了在推力方向上对定涡盘构件3进行支承，而在内周部具有推力承接部12，上述推力承接部12隔着推力板11承接定涡盘构件3的端板3a。推力承接部12位于比中间外壳5的后外壳6一侧的端板5a、5b更靠轴向凹陷的位置。

中间外壳5还在与后外壳6相对的一侧的外周部具有：第一端部5a，上述第一端部5a与后外壳6的外周部接合；以及第二端部5b，上述第二端部5b在比第一端部5a更靠内周侧的位置处形成得比第一端部5a低(即，以在中心轴向上朝推力板11一侧凹陷的方式形成)，并与定涡盘构件2的端板2a抵接。

即，在中间外壳5的外周部形成有台阶部，上述台阶部从第一端部5a向第二端部5b凹陷。

后外壳6在其外周部具有第一外周部6a和第二外周部6b，其中，上述第一外周部6a与中间外壳5的第一端部5a接合，上述第二外周部6b在比第一外周部6a更靠内周侧的位置处与定涡盘构件2的端板2a接合。

即，中间外壳5与后外壳6在第一端部5a与第一外周部6a接合的状态下通过螺栓9紧固。藉此，定涡盘构件2的端板2a被中间外壳5的第二端部5b和后外壳6的第二外周部6b夹持。

另外，在本实施方式中，为了方便起见，第一外周部6a和第二外周部6b分为两个部位进行说明，但形成同一平面。但是，也可以使后外壳6的第二外周部6b在比第一外周部6a更靠后外壳6的后侧的位置处凹陷。

后外壳6还在与端板2a间的中央部处，形成有上述流体的排出室13。此外，在排出室13的周围，形成有与排出室13连通的周围室14。在端板2a的中心部开设有朝向排出室13的排出孔15，在排出孔15中附设有单向阀16。在后外壳6的外壁设有排出端口17，上述排出端口17用于使经由排出室13和周围室14的上述流体向外部排出。

在本实施方式中，前外壳7为将驱动机构20收纳于内部并对组装于前外壳7前侧的逆变器30进行收纳的结构，前外壳7的前侧被逆变器罩8封堵。此外，在前外壳7的内部形成有上述流体的吸入室(省略图示)。在前外壳7的组装有逆变器30一侧的外壁设有吸入端口(省略图示)，上述吸入端口供上述流体从外部流向吸入室，逆变器30的电子元器件通过上述流体而散热。

在中间外壳5和前外壳7的内部形成有流体通路空间18，上述流体通路空间18沿与中心轴平行的方向延伸。上述流体通路空间18将上述流体从前外壳7一侧的吸入室向中间外壳5一侧的两个涡卷缠绕件2b、3b的外端部附近引导。

上述流体从设于前外壳7的吸入端口导入至前外壳7内的吸入室。接着，上述流体经由前外壳7和中间外壳5的流体通路空间18，而从涡卷缠绕件2b、3b的外端部侧被引入上述流体凹口4内，以供压缩。被压缩后的流体从排出孔15排出至后外壳6内的排出室13，其中，上述排出孔15穿设于定涡盘构件2的端板2a的中央部。随后，流体从排出室13经由周围室14和排出端口17导出至外部。

在如上所述构成的涡旋式压缩机1中，如图2所示，在中间外壳5的第一端部5a与后外壳6的第一外周部6a之间、及后外壳6的第二外周部6b与定涡盘构件2的端板2a之间，夹装有由同一板材制作成的一体型的垫圈50。即，垫圈50是能防止上述流体的泄漏，并且能使外壳40的外部与内部间的区域(大气压－低压之间)、和上述流体从吸入室直至排出室13之间的压差比较大的区域(排出－吸入之间)的密封性提高的构件。

参照图3～图5，对垫圈50进行更详细的说明。

图3是图1的A－A剖视图，图4是图3的B－B剖视图，图5是表示垫圈在夹装于外壳彼此的接合部之前的形状的示意图。

如图3所示，垫圈50形成为环状，并一体地具有：第一垫圈部51，上述第一垫圈部51设于垫圈50的外周部；以及第二垫圈部52，上述第二垫圈部52设于比第一垫圈部51更靠内周侧的位置。即，垫圈50是将通常覆盖有橡胶层的金属板作为板材，对其进行冲裁并适当压条加工(日文：ビード加工)而形成的，第一垫圈部51和第二垫圈部52是由同一板材制作而成的。

第一垫圈部51是夹装于中间外壳5的第一端部5a与后外壳6的第一外周部6a之间的构件，通过螺栓9的紧固部而朝外侧伸出，并在其上形成有螺栓插通孔53。

第二垫圈部52是夹装于后外壳6的第二外周部6b与定涡盘构件2的端板2a之间的之间的构件，并从螺栓9的紧固部向中心轴朝内侧延伸。

即，如图4所示，垫圈50的第一垫圈部51与第二垫圈部52在整周上相连，并配置成从中间外壳5的第一端部5a跨至定涡盘构件2的端板2a

此外，对形成于垫圈50的压条进行说明。如图5所示，在第一垫圈部51上形成有全压条(日文：フルビード)FB，上述全压条FB呈折回状地具有两个弯曲部。在第二垫圈52上形成有半压条(日文：ハーフビード)HB，上述半压条HB具有一个弯曲部。一般而言，全压条FB的弹性系数比半压条HB的弹性系数大。即，在第一垫圈部51和第二垫圈部52上形成有弹性系数不同的压条，第一垫圈部51的弹性系数比第二垫圈部52的第二垫圈部52的弹性系数大。

通过采用上述方式，第一垫圈部51的压条在中间外壳5与后外壳6紧固时被压扁，以确保密封性。此时，第二垫圈部52的压条被可靠地变扁，以确保充分的密封性。另外，也可以将第二垫圈部52的半压条HB的高度设定得比第一垫圈部51的全压条FB的高度大。

然而，一般而言，在将外壳彼此紧固时，与垫圈尺寸值间的公差有时会对外壳的内部与外部之间的密封性产生影响。以下，参照图6A～图6C，对仅在外壳5、6彼此的接合部夹装有仅具有第一垫圈部51的垫圈的情况下和使用了本实施方式的垫圈50的情况下，与垫圈厚度间的公差对密封性产生的影响进行说明。

如图6A～图6C所示，从中间外壳5的第二端部5b至第一端部5a的高度(台阶部的高度)、定涡盘构件2的端板2a的厚度、垫圈50的厚度和形成于垫圈50的第一垫圈部51的全压条的高度(除去垫圈的厚度)的尺寸值分别是a、b、c和d，与上述尺寸值间的公差分别是±α、±β、±γ和±δ。

此外，在本实施方式中，在没有垫圈50的状态下，使后外壳6的第二外周部6b与定涡盘构件2的端板2a抵接的情况下，在中间外壳5的第一端部5a与后外壳6的第一外周部6a之间形成有间隙。即，采用如下方式：端板2a的厚度b比台阶部的高度a大。

如图6B所示，在仅在中间外壳5与后外壳6之间夹装有仅具有第一垫圈部51的垫圈的情况(图6A所示的模型(i))下，被后外壳6压扁的压条的压扁量P为{(a+c+d)－b}±(α+β+γ+δ)。因而，在模型(i)中，由于受到公差α、β、γ、δ的影响，因而垫圈无法获得稳定的压扁量P，密封性受到损害，并且无法稳定地保持定涡盘构件2。

与此相对的是，如图6C所示，在使用了本实施方式的垫圈50的情况(图6A所示的模型(ii))下，如上所述，垫圈50配置成从中间外壳5的第一端部5a跨至定涡盘构件2的端板2a。在此，通过在外周部利用螺栓9将外壳5、6彼此紧固，从而通过后外壳6的第二外周部6b将形成于第二垫圈部52的半压条HB压扁(全压扁状态)。即，第二垫圈部52的半压条HB以残留下厚度c的方式被完全压扁。

另一方面，在中间外壳5的第一端部5a与后外壳6的第一外周部6a之间存在比垫圈50的厚度大的间隙，但由于以端板2a为支点，利用由螺栓9的轴力产生的力矩，将形成于第一垫圈部51的全压条FB按压于中间外壳5的第一端部5a，因此，能将垫圈50压扁以确保充分的密封压力。即，形成于第一端部5a与第一外周部6a之间的间隙通过利用螺栓9的紧固，而以夹装有垫圈50(第一垫圈部51)的状态被密封(密闭)。

因而，在本实施方式(模型(ii))中，通过使与垫圈50的厚度c间的公差γ抵消，从而形成于第一垫圈部51的全压条FB的压扁量P为{(a+d)－b}±{α+β+δ}，因而能在不考虑垫圈的厚度c的公差γ的情况下，提高外壳5、6彼此的接合部处的密封性，并且稳定地保持定涡盘构件2。

以下，对本实施方式的作用效果进行说明。

根据本实施方式，能利用垫圈50，对中间外壳5的第一端部5a与后外壳6的第一外周部6a之间的接合部、以及后外壳6的第二外周部6b与定涡盘构件2的端板2a之间的接合部进行密封。在此，在本实施方式中，在设于垫圈50的外周部的第一垫圈部51形成有全压条FB，在设于比第一垫圈部51更靠内周侧的第二垫圈部52形成有半压条HB。这样，垫圈50配置成从中间外壳5的第一端部5a跨至定涡盘构件2的端板2a。因而，与仅在第一端部5a与第一外周部6a之间的接合部夹装仅形成有第一垫圈部的垫圈的情况相比，与垫圈厚度间的公差被抵消，从而能在抑制流体的透过泄漏的同时，提高大气压－低压之间和排出－吸入之间的密封性，并且能稳定地保持定涡盘构件2。

此外，在本实施方式中，定涡盘构件2的端板2a的厚度b设定得比台阶部的高度a大。藉此，在将外壳5、6彼此紧固时，在第二外周部6b与定涡盘构件2的端板2a之间，能利用来自后外壳6上方的螺栓9的紧固力，将第二垫圈部52(半压条HB)压扁以确保充分的密封压力。另一方面，在形成于第一端部5a与第一外周部6a之间的间隙中，以端板2a为支点，利用由螺栓9的轴力产生的力矩将第一垫圈部51(全压条FB)按压于中间外壳5的第一端部5a，因此，能将第一垫圈部51压扁以确保充分的密封压力。

另外，图示的实施方式仅例示出本发明，本发明除了由说明的实施方式直接表示出的情况之外，也包含在权利要求书内本领域技术人员所进行的各种改良、改变，这点是毋庸置疑的。

(符号说明)

1 涡旋式压缩机；

2 定涡盘构件；

2a 端板；

2b 涡卷缠绕件；

3 动涡盘构件；

3a 端板；

3b 涡卷缠绕件；

4 流体凹口(密闭空间)；

5 中间外壳(第一外壳)；

5a 第一端部；

5b 第二端部；

6 后外壳(第二外壳)；

6a 第一外周部；

6b 第二外周部；

7 前外壳(第三外壳)；

8 逆变器罩；

9 螺栓；

10 压缩机构；

11 推力板；

12 推力承接部；

13 排出室；

14 周围室；

15 排出孔；

16 单向阀；

17 排出端口；

18 流体通路空间；

20 驱动机构；

21 电动马达；

22 驱动轴；

30 逆变器；

40 外壳；

50 垫圈；

51 第一垫圈部；

52 第二垫圈部；

53 螺栓插通孔。

Claims (8)

1.一种涡旋式压缩机，构成为包括：

定涡盘构件；

动涡盘构件，所述动涡盘构件一边与所述定涡盘构件接触一边公转，并在所述动涡盘构件与所述定涡盘之间形成容积随着所述公转变化的密闭空间；

第一外壳，所述第一外壳对所述定涡盘构件和所述动涡盘构件进行收纳，并通过内周部的端面承接所述动涡盘构件的推力，且在外周部具有第一端部和第二端部，其中，所述第二端部在比所述第一端部更靠内周侧的位置处形成得比所述第一端部低，并与所述定涡盘构件的端板抵接；以及

第二外壳，所述第二外壳在外周部具有第一外周部和第二外周部，其中，所述第一外周部与所述第一端部接合，所述第二外周部与所述定涡盘构件的端板接合，并与所述第二端部一起对所述定涡盘构件的端板进行夹持，

其特征在于，

所述涡旋式压缩机构成为还包括垫圈，所述垫圈形成为环状，并且一体地具有：第一垫圈部，所述第一垫圈部夹装于所述第一端部与所述第一外周部之间；以及第二垫圈部，所述第二垫圈部设于比第一垫圈部更靠内周侧的位置，并夹装于所述定涡盘构件的端板与所述第二外周部之间。

2.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

在没有所述垫圈的状态下使所述第二外周部与所述定涡盘构件的端板抵接时，在所述第一端部与所述第一外周部之间形成有间隙。

3.如权利要求2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

通过利用紧固元件使所述第一外壳与所述第二外壳紧固，从而所述间隙在夹装有所述垫圈的状态下被密封。

4.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

在所述第一垫圈部形成有全压条，在所述第二垫圈部形成有半压条。

5.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述第一垫圈部的弹性系数比所述第二垫圈部的弹性系数大。

6.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述第一垫圈部和所述第二垫圈部是由同一板材制作而成的。

7.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述第一垫圈部和所述第二垫圈部在整周上相连，并配置成从所述第一外壳的所述第一端部跨至所述定涡盘构件的端板。

8.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述第一外周部和所述第二外周部形成同一平面。