涡旋式压缩的制造方法
【专利摘要】一种涡旋式压缩机，包括：旋转轴、固定涡旋、可动涡旋、压缩腔室、以及轴支承部。可动构件能够在旋转轴的轴向方向上朝向以及远离可动涡旋而运动。旋转限制机构包括销以及松散地装配到孔中的孔。绕动运动半径转换机构在旋转轴的转速增加时使可动构件在第一方向上运动，这减小了销相对于孔的绕动运动半径，使得可动涡旋的绕动运动半径减小，并且绕动运动半径转换机构在旋转轴的转速减小时使可动构件在第二方向上运动，这增加了销相对于孔的绕动运动半径，使得可动涡旋的绕动运动半径增加。
【专利说明】涡旋式压缩机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种涡旋式压缩机。
【背景技术】
[0002]通常，涡旋式压缩机包括固定到壳体的固定涡旋以及相对于固定涡旋做绕动运动的可动涡旋。固定涡旋包括固定基板和从固定基板突出的固定涡卷壁。可动涡旋包括可动基板和从可动基板突出的可动涡卷壁。固定涡卷壁与可动涡卷壁彼此接合，以限定压缩腔室。可动涡旋的轨道运动减小了压缩腔室的容积并且压缩制冷剂。日本早期公开的专利申请公开第2010-14108号描述了这种涡旋式压缩机的示例。
[0003]在该涡旋压缩机中，尤其是当旋转轴以高的速度旋转时，大的离心力作用在可动涡旋上。这在可动涡卷壁与固定涡卷壁接触时增加了所产生的噪音。当可动涡卷壁与固定涡卷壁间隔开以避免涡卷壁之间的接触时，在旋转轴以低的速度旋转时制冷剂从压缩腔室的泄漏增加。这降低了压缩性能。
【发明内容】
[0004]本公开的目的是提供一种涡旋式压缩机，该涡旋式压缩机能够减小当旋转轴以高的速度旋转时由固定涡卷壁与可动涡卷壁之间的接触所引起的噪音，并且能够减小当旋转轴以低的速度旋转时制冷剂从压缩腔室的泄漏。
[0005]为了实现以上目的，本发明的一个方面为涡旋压缩机，该涡旋压缩机包括:旋转轴、具有固定涡卷壁的固定涡旋、以及具有与固定涡卷壁接合的可动涡卷壁的可动涡旋。当旋转轴旋转时可动涡旋做绕动运动。压缩腔室被限定在固定涡卷壁与可动涡卷壁之间。压缩腔室具有在可动涡旋做绕动运动时减小的容积，并且当容积减小时制冷剂在压缩腔室中被压缩。轴支承部支承旋转轴。轴支承部和固定涡旋布置在可动涡旋的相反两侧。壳体容置旋转轴、固定涡旋、可动涡旋、以及轴支承部。可动构件布置在轴支承部中并且构造成能够在旋转轴的轴向方向上朝向并远离可动涡旋运动。旋转限制机构构造成限制可动涡旋的旋转。旋转限制机构包括圆柱销和圆形孔，其中圆柱销布置在可动涡旋和可动构件中的一者中，圆形孔布置在可动涡旋和可动构件中的另一者中。圆柱销松散地装配到圆形孔中，并且圆柱销和圆形孔中的至少一者包括小直径部分和大直径部分。绕动运动半径转换机构构造成当旋转轴的转速增加时使可动构件沿着旋转轴的轴线方向在第一方向上运动，这减小了圆柱销相对于圆形孔的绕动运动半径，使得可动涡旋的绕动运动半径减小，并且绕动运动半径转换机构构造成当旋转轴的转速减小时使可动构件在与第一方向相反的第二方向上运动，这增加了圆柱销相对于圆形孔的绕动运动半径，使得可动涡旋的绕动运动半径增加。
[0006]通过结合作为本发明的原理的示例而示出的附图的以下描述，本发明的其它方面和优点将变得明显。【专利附图】
【附图说明】
[0007]通过参照目前优选实施方式的以下描述并结合附图，可以最好地理解本发明以及本发明的目的和优点，附图中:
[0008]图1是示出了第一实施方式的涡旋式压缩机的剖面视图；
[0009]图2是示出了图1的涡旋式压缩机中的旋转限制机构的放大剖面视图；
[0010]图3是示出了图1的涡旋式压缩机中的旋转限制机构的放大剖面视图；
[0011]图4是示出了第二实施方式的旋转限制机构的放大剖面视图；以及
[0012]图5是示出了第二实施方式的旋转限制机构的放大剖面视图。
【具体实施方式】
[0013]第一实施方式
[0014]参照图1至3，现在将描述涡旋式压缩机(以下称为压缩机)的第一实施方式。压缩机安装在车辆中并且与车辆的空气调节装置一起使用。
[0015]如图1所示，压缩机10包括由金属(本实施方式中为铝)制成的壳体11。壳体11包括圆筒形马达壳体构件12和圆筒形排出壳体构件13。马达壳体构件12包括封闭端和开放端121h (在图1中观察为左端)。具有封闭端的排出壳体构件13连接到马达壳体构件12的开放端121h。马达壳体构件12容置有将制冷剂压缩的压缩单元P以及驱动压缩单元P的电动马达M。
[0016]马达壳体构件12包括端壁12a和从端壁12a的中央区段处突出的圆筒形轴支承部分121a。轴支承部21在开放端121h附近固定于马达壳体构件12中。插入孔21a穿过轴支撑部21的中央区段延伸。马达壳体构件12还容置有旋转轴20。旋转轴20包括两个端部。面向马达壳体构件12的开放端121h的一个端部位于轴支承部21的插入孔21a中并且被轴承BI支承，从而能够相对于轴支承部21旋转。旋转轴20的另一个端部面向马达壳体构件12的端壁12a并且被轴承B2支承，从而能够相对于轴支承部分121a旋转。轴承BI和B2为滑动轴承。
[0017]马达壳体构件12包括在轴支承部21与端壁12a之间延伸的马达腔室121。马达腔室121容置有电动马达M，其中电动马达M包括与旋转轴20—体地旋转的转子16、以及围绕转子16并且固定到马达壳体构件12的内表面的定子17。转子16包括固定到旋转轴20并且与旋转轴20 —体地旋转的转子芯16a、以及嵌入转子芯16a中的多个永磁体16b。定子17包括呈环形并且固定到马达壳体构件12的内表面的定子芯17a、以及围绕定子芯17a的齿部(未不出)缠绕的线圈17b。用于U、V、和W相的导线R (图1中仅不出一个导线)从线圈17b的面向轴支承部21的端部延伸。
[0018]在轴支承部21与马达壳体构件12的开放端121h之间布置有固定涡旋22。固定涡旋22包括圆形基板22a、从基板22a的外周突出的圆筒形地成形的外周壁22b、以及在外周壁22b的内侧处从基板22a突出的固定涡卷壁22c。在固定涡旋22与轴支承部21之间布置有圆环形平板24。板24起到弹簧的作用并且由诸如碳素工具钢之类的金属材料形成。板24将固定涡旋22与轴支承部21之间的间隙密封。固定涡旋22面向轴支承部21和板24，并且装配到马达壳体构件12中且固定到马达壳体构件12。
[0019]偏心轴20a从旋转轴20的面向开放端121h的端面突出。偏心轴20a偏心于旋转轴20的旋转轴线L。偏心轴20a支承衬套20b。可动涡旋23被衬套20b支承，从而能够相对于衬套20b旋转。轴承B3布置在可动涡旋23与衬套20b之间。可动涡旋23包括圆形基板23a和从基板23a朝向固定涡旋22的基板22a突出的可动涡卷壁23b。
[0020]可动涡旋23布置在轴支承部21与固定涡旋22之间。可动涡旋23以容许可动涡旋23相对于固定涡旋22做绕动运动的方式被支承。因此，轴支承部21与固定涡旋22在马达壳体构件12中位于可动涡旋23的相反两侧处。固定涡旋22的固定涡卷壁22c与可动涡旋23的可动涡卷壁23b彼此接合。固定涡卷壁22c具有与可动涡旋23的基板23a相接触的远侧表面。可动涡卷壁23b具有与固定涡旋22的基板22a相接触的远侧表面。固定涡旋22的基板22a和固定涡卷壁22c与可动涡旋23的基板23a和可动涡卷壁23b限定了压缩腔室25。
[0021]在可动涡旋23的基板23a与轴支承部21之间布置有旋转限制机构27。旋转限制机构27包括:布置在可动涡旋23的基板23a的端表面的外圆周部分中的多个圆形孔27a、以及从轴支承部21的外圆周部分突出并且松散地装配到圆形孔27a中的多个圆柱销27b(图1中仅示出一个)。
[0022]如图2所示，轴支承部21的面向可动涡旋23的端表面包括容置凹部21h。容置凹部21h具有这样的端表面:该端表面包括在旋转轴20的轴向方向延伸的环形凹槽21f。此夕卜，插入孔21g布置在容置凹部21h的在环形凹槽21f的径向内侧处的端表面中。圆柱销27b能够分别插入到插入孔21g中。
[0023]容置凹部21h容置有围绕衬套20b的环形可动构件28。可动构件28能够在旋转轴20的轴向方向上运动。可动构件28包括:面向轴支承部21的端表面、以及从端表面的外周处在旋转轴20的轴向方向上突出的环形凸缘28f。环形凸缘28f的内表面和外表面各自包括环形密封构件28s。密封构件28s使压力作用空腔Kl一压力作用空腔Kl设置成在环形凹槽21f中朝向马达壳体构件12的端壁12a—相对于容置凹部21h密封。压力作用空腔Kl形成在可动构件28与轴支承部21之间。圆柱销27b插入到可动构件28中并且与可动构件28形成整体。
[0024]圆柱销27b各自包括小直径部分271b、比小直径部分271b的直径大的大直径部分272b、以及布置在小直径部分271b与大直径部分272b之间的阶状部分273b。阶状部分273b线性延伸并且在剖面中与圆柱销27b的轴线呈对角，从而形成圆锥表面的一部分。
[0025]如图1所示，当旋转轴20被电动马达M驱动并旋转时,通过偏心轴20a联接到旋转轴20的可动涡旋23在不旋转的情况下围绕固定涡旋22的轴线(旋转轴20的旋转轴线L)做绕动运动。旋转限制机构27阻止可动涡旋23的旋转、同时允许该轨道运动。可动涡旋23的轨道运动减小了压缩腔室25的容积。因此，固定涡旋22与可动涡旋23形成了吸入并排出制冷剂的压缩单元P。
[0026]固定涡旋22的外周壁22b与可动涡旋23的可动涡卷壁23b中的最外的部分限定了与压缩腔室25连通的吸入腔室31。固定涡旋22的外周壁22b具有包括凹部221b的外表面。被凹部221b和马达壳体构件12的内表面所围绕的区域形成了吸入通道32，该吸入通道32经由位于固定涡旋22的外周壁22b中的通孔221h而连接到吸入腔室31。穿过轴支承部21的外周部分延伸的通孔211以及穿过板24的外周部分延伸的通孔24h将吸入通道32连接到马达腔室121。[0027]马达壳体构件12包括连接到外部制冷剂回路19的吸入口 122。制冷剂(气体)从外部制冷剂回路19经由吸入口 122被吸入到马达腔室121。马达腔室121中的制冷剂之后经由通孔211、通孔24h、吸入通道32、通孔221h、以及吸入腔室31被发送到压缩腔室25。因此，马达腔室121、通孔211、通孔24h、吸入通道32、通孔221h、以及吸入腔室31形成了吸入压力区。
[0028]压缩腔室25中的制冷剂被可动涡旋23的轨道运动(排出运动)压缩，并且通过将排出阀22v推离而经由排出口 22e排出到排出壳体构件13的排出腔室131。
[0029]腔室形成壁41与排出壳体构件13 —体地形成。在排出壳体构件13与腔室形成壁41之间形成有油分离腔室42。油分离腔室42与排出腔室131通过形成于排出壳体构件13中的排出口 43而连通。排出腔室131中的制冷剂经由排出口 43被发送到油分离腔室42。
[0030]油分离腔室42容置有油分离管44。油分离管44包括装配于油分离腔室42中的大直径部分441、以及具有比油分离腔室42的直径更小的直径且位于大直径部分441的下方的小直径部分442。制冷剂经由排出口 43流到油分离腔室42中、围绕小直径部分442漩流、并且之后从小直径部分442中的下部开口流到油分离管44中。制冷剂从油分离管44进一步地流到外部制冷剂回路19并且之后返回到马达腔室121。当制冷剂围绕小直径部分442漩流时，润滑油与制冷剂分离。分离的润滑油落到油分离腔室42的下部。因此，排出口 22e、排出腔室131、排出口 43、以及油分离腔室42形成了排出压力区。
[0031]由金属(本实施方式中为铝)制成的逆变器盖51固定到马达壳体构件12的端壁12a。逆变器盖51与马达壳体构件12的端壁12a限定了这样的腔室:该腔室容置有固定到端壁12a的外表面的马达驱动电路52。因此，在本实施方式中，压缩单元P、电动马达M、以及马达驱动电路52在旋转轴20的轴向方向上以此顺序来布置。
[0032]马达壳体构件12的端壁12a包括容纳密封端子53的通孔12b。密封端子53包括三组金属端子54和玻璃绝缘体55 (图1中仅示出一组)。金属端子54穿过马达壳体构件12延伸，以将电动马达M电连接到马达驱动电路52。玻璃绝缘体55各自将相对应的金属端子54固定到端壁12a并且将金属端子54与端壁12a绝缘。金属端子54各自具有通过电缆(未示出)而连接到马达驱动电路52的第一端以及延伸到马达壳体构件12中的第二端。
[0033]树脂组块56固定到定子芯17a的外表面。组块56容置有三个连接端子56a (图1中仅示出一个)。连接端子56a将导线R电连接到金属端子54。马达驱动电路52将电力经由金属端子54、连接端子56a、以及导线R供应到线圈17b。这使转子16与旋转轴20 —体地旋转。
[0034]如图2所示，与旋转轴20的表面相接触的环形密封构件61将轴支承部21的插入孔21a分隔成背压腔室62和容置腔室63。背压腔室62位于密封构件61与可动涡旋23之间。容置腔室63容置有轴承BI。卡环64装配到轴支承部21的插入孔21a的位于背压腔室62中的区段。卡环64限制了密封构件61到背压腔室62中的运动。
[0035]可动润旋23包括在可动润旋23的中心附近穿过可动润卷壁23b和基板23a延伸的第一油通道65。第一油通道65具有通向压缩腔室25的一端部以及通向背压腔室62的另一端部。在压缩腔室25中被压缩的制冷剂中的一些制冷剂经由第一油通道62被供应到背压腔室62。供应到背压腔室62的制冷剂经由板24的径向内侧流到圆形孔27a中。供应到背压腔室62和圆形孔27a中的制冷剂的压力朝向固定涡旋22挤压可动涡旋23。因此，在本实施方式中，圆形孔27a和背压腔室62形成了位于马达壳体构件12中的可动涡旋23与可动构件28之间的背压区。背压区将力施加到可动涡旋23，并且这种力使可动涡旋23压靠固定涡旋22。
[0036]旋转轴20包括在旋转轴20的径向方向上延伸的第一阀腔室71。第一阀腔室71包括第一孔71a、连接到第一孔71a并且具有比第一孔71a更小的直径的小直径孔71b、连接到小直径孔71b并且具有比小直径孔71b更大的直径的中等直径孔71c、以及连接到中等直径孔71c并且具有与第一孔71a基本相同的直径的第二孔71d。在第一孔71a与小直径孔71b之间形成有座部71g。此外，在第二孔71d与中等直径孔71c之间形成有阀座71e。此外，在中等直径孔71c与小直径孔71b之间形成有弹簧座71f。第二孔7Id连接到容置腔室63。
[0037]第一阀腔室71容置有离心阀70。换言之，旋转轴20包括离心阀70。离心阀70包括容置在第一孔71a中的质量体70w、容置在第二孔71d中的第一阀体70a、将质量体70w联接到第一阀体70a的联接部分70b、以及将第一阀体70a远离阀座71e地迫压的迫压弹簧70c。迫压弹簧70c布置在弹簧座71f与第一阀体70a之间。第一阀体70a和联接部分70b由比形成质量体70w的材料更轻质的材料形成。旋转轴20还包括在旋转轴20的轴向方向上延伸并且将背压腔室62与小直径孔71b连通的连通通道71h。
[0038]轴支承部21包括在旋转轴20的轴向方向上延伸的第二阀腔室81。第二阀腔室81包括面向马达壳体构件12的端壁12a并且被密封构件8 If密封的端部。轴支承部21还包括将第二阀腔室81与环形凹槽21f中的压力作用空腔Kl相连通的第一连通孔811和第二连通孔812。第一连通孔811比第二连通孔812更靠近马达壳体构件12的端壁12a。轴支承部21还包括将第二阀腔室81与马达腔室121相连通的第三连通孔813。第三连通孔813面向第一连通孔811。第二阀腔室81还包括面向马达壳体构件12的开放端121h并且经由第二油通道68与油分离腔室42相连通的端部。第二油通道穿过轴支承部21、板24、固定涡旋22、以及排出壳体构件13延伸。
[0039]第二阀腔室81容置有转换阀80。转换阀80在以下两种状态之间转换:即，压力作用空腔Kl与吸入压力区一吸入压力区是比背压区的压力低的低压区一相连通的状态、以及压力作用空腔Kl与排出压力区一排出压力区是比背压区的压力高的高压区一相连通的状态。转换阀80包括第二阀体80a、以及布置在第二阀体80a与密封构件81f之间并且远离密封构件81f地迫压第二阀体80a的迫压弹簧80b。第二阀体80a包括:将第一连通孔811、第二连通孔812、以及第三连通孔813打开和关闭的第一阀部801a ;将第二油通道68打开和关闭的第二阀部801b ;容纳迫压弹簧80b的容纳部分801c ;以及将第一阀部801a联接到容纳部分801c的联接部分801d。此外，轴支承部21包括将容置腔室63同第二阀腔室81中的容纳部分801c与密封构件81f之间的区域相连通的连通通道21k。
[0040]现在将描述第一实施方式的操作。
[0041]如图3所示，当旋转轴20的转速增加并且旋转轴20在压缩机10中高速旋转时，离心力使离心阀70的质量体70w远离座部71g运动。作用在质量体70w的离心力超过迫压弹簧70c的迫压力，使得阀体70a坐置在阀座71e上。在此情况下，连通通道71h、小直径孔71b、中等直径孔71c、第二孔71d、连通腔室63、以及连通通道21k不再将背压腔室62同第二阀腔室81中的密封构件81f与容纳部分801c之间的区域连通。
[0042]此处，容纳部分801c与密封构件81f之间的区域经由连通通道21k、容置腔室63、以及在轴支承部21与旋转轴20之间的间隙而与马达腔室121连通。因此，在容纳部分801c与密封构件8If之间的空间中的制冷剂经由连通通道2lk、容置腔室63、以及在轴支承部21与旋转轴20之间的间隙而流动到马达腔室121。因此，容纳部分801c与密封构件81f之间的区域成为了吸入压力区的一部分。
[0043]从油分离腔室42经由第二油通道68流动到第二阀腔室81的润滑油的压力超过迫压弹簧80b的迫压力以及容纳部分801c与密封构件81f之间的区域中的压力。这会朝向马达壳体构件12的端壁12a挤压第二阀体80a。因此，第二阀部801b打开第二油通道68，并且第一阀部801a打开第二连通孔812。这使得第二油通道68中的润滑油能够经由第二阀腔室81和第二连通孔812流到压力作用空腔Kl中。因此，压力作用空腔Kl成为了排出压力区的一部分。
[0044]之后，背压腔室62中的压力与压力作用空腔Kl中的压力之间的差异使可动构件28朝向马达壳体构件12的开放端121h (沿着旋转轴20的轴线在第一方向上)运动。因此，每个圆柱销27b与相对应的圆形孔27a的壁之间的接触区域从小直径部分271d运动到阶状部分273b进而运动到大直径部分272b。这减小了圆柱销27b相对于相对应的圆形孔27a的绕动运动半径。因此，可动涡旋23的绕动运动半径相比于每个圆柱销27b与相对应的圆形孔27a的壁之间的接触区域是小直径部分271b时的绕动运动半径而有所减小。因此，当旋转轴20高速旋转时,可动润卷壁23b不与固定润卷壁22c相接触地运动。这减小了在高速旋转期间可能由固定涡卷壁22c与可动涡卷壁23b之间的接触而产生的噪音。
[0045]如图2所示，当旋转轴20的转速降低并且旋转轴20在压缩机10中低速旋转时，离心力使质量体70w保持为坐置在座部71g上。因此，阀体70通过迫压弹簧70c的迫压力而与阀座71e间隔开。这使得背压腔室62中的制冷剂能够经由连通通道71h、小直径孔71b、中等直径孔71c、第二孔71d、连通腔室63、以及连通通道21k流到容纳部分801c与密封构件81f之间的区域中。因此，容纳部分801c与密封构件Slf之间的空间成为了背压区的一部分。
[0046]流到第二阀腔室81中的容纳部分801c与密封构件81f之间的区域中的制冷剂的压力以及迫压弹簧80b的迫压力超过从油分离腔室42经由第二油通道68流到第二阀腔室81中的润滑油的压力。这使第二阀体80a朝向马达壳体构件12的开放端121h运动。在此情况下，第一阀部801a打开第一连通孔811和第三连通孔813，并且关闭第二连通孔812。此外，第二阀部801b关闭第二油通道68。这使得位于压力作用空腔Kl中的制冷剂能够经由第一连通孔811、第二阀腔室81、以及第三连通孔813流到马达腔室121中。因此，压力作用空腔Kl成为了吸入压力区的一部分。
[0047]之后，背压腔室62中的压力与压力作用空腔Kl中的压力之间的差异使可动构件28朝向马达壳体构件12的端壁12a (在与第一方向相反的第二方向上)运动。因此，每个圆柱销27b与相对应的圆形孔27a的壁之间的接触区域从大直径部分272d运动到阶状部分273b进而运动到小直径部分271b。这增加了圆柱销27b的相对于相对应的圆形孔27a的绕动运动半径。因此，可动涡旋23的绕动运动半径相比于每个圆柱销27b与相对应的圆形孔27a的壁之间的接触区域为大直径部分272b时的绕动运动半径而有所增加。因此，当旋转轴20低速旋转时，可动涡卷壁23b与固定涡卷壁22c相接触地运动。这减小了在低速旋转期间制冷剂从压缩腔室25的泄漏。
[0048]因此，离心阀70控制了转换阀80的致动，使得当旋转轴20的转速增加使离心力增加时，压力作用空腔Kl与排出压力区连通。此外，离心阀70控制转换阀80的致动，使得当旋转轴20的转速减小使离心力减小时，压力作用空腔Kl与吸入压力区连通。在本实施方式中，离心阀70与转换阀80形成了绕动运动半径转换机构。当衬套20b滑动或摆动从而相对于偏心轴20a在径向方向上运动并且从而允许可动涡旋23在径向方向上的运动时，可动涡旋23的绕动运动半径增加或减小。
[0049]现在将描述第一实施方式的优点。
[0050](I)圆柱销27b各自包括小直径部分271b和比小直径部分271b的直径大的大直径部分272b。当旋转轴20的转速增加时，离心阀70和转换阀80使可动构件28沿着旋转轴20的轴线在第一方向上运动。这减小了圆柱销27b相对于相对应的圆形孔27a的绕动运动半径并且减小了可动涡旋23的绕动运动半径。因此，当旋转轴高速旋转时，可动涡卷壁23b不与固定涡卷壁22c接触。这减小了在高速旋转期间可能由固定涡卷壁22c与可动涡卷壁23b之间的接触而引起的噪音。此外，当旋转轴20的转速减小时，离心阀70和转换阀80使可动构件28在与第一方向相反的第二方向上运动。这增加了圆柱销27b相对于圆形孔27a的绕动运动半径并且增加了可动涡旋23的绕动运动半径。因此，当旋转轴低速旋转时，可动涡卷壁23b与固定涡卷壁22c接触。这抑制了在低速旋转期间制冷剂从压缩腔室25的泄漏。
[0051](2)离心阀70和转换阀80形成了绕动运动半径转换机构。因此，使用了根据旋转轴20的转速增加和降低而产生的离心力的离心阀70控制转换阀80的致动，其中转换阀在以下两种状态之间转换:即，压力作用空腔Kl与吸入压力区连通的状态、以及压力作用空腔Kl与排出压力区连通的状态。这消除了对电子控制的需要，其中电子控制涉及例如对旋转轴20的转速增加和降低的检测、以及基于检测结果对转换阀80的致动的控制。因此，简化了转换阀80的致动控制。
[0052](3)旋转轴20中包括离心阀70。这确保了离心阀70接收根据旋转轴20的转速增加和降低而产生的离心力。因此，以优选的方式实施了转换阀80的致动控制。
[0053](4)圆柱销27b与可动构件28形成一体。这相比于以下结构使得结构得以简化:轴支承部21包括在与圆柱销27b相对应的位置处的凹槽，并且凹槽各自容置有这样的构件，该构件布置于相对应的圆柱销27b与轴支承部21之间且作为可动构件而运动。
[0054](5)圆柱销27b包括小直径部分271b和大直径部分272b。这相比于以下结构使小直径部分271b和大直径部分272b的布置得以简化:在所述结构中，圆形孔27a包括小直径部分和大直径部分。
[0055]第二实施方式
[0056]参照图4和5,现在将描述第二实施方式。对于与第一实施方式的相对应的部件相同的那些部件给予相同的附图标记。将不再详细描述这些部件。
[0057]如图4所示，多个圆柱销27B (在图4中仅示出一个)从可动涡旋23的面向轴支承部21的端表面突出。轴支承部21的面向可动涡旋23的端表面包括位于与圆柱销27B相对应的位置处的凹槽90。凹槽90各自容置有间隔件91。间隔件91能够在相对应的凹槽90中沿着旋转轴20的轴向方向运动。因此，在本实施方式中，间隔件91起到可动构件的作用。
[0058]间隔件91各自包括圆形孔911。圆形孔911包括小直径部分91a、比小直径部分91a的直径大的大直径部分91b、以及位于小直径部分91a与大直径部分91b之间的阶状部分91c。大直径部分91b比小直径部分91a更靠近圆形孔911的开放端。阶状部分91c线性延伸并且在剖面中与旋转轴20的轴线呈对角，从而形成圆锥表面的一部分。间隔件91布置在圆柱销27B与轴支承部21之间并且阻止圆柱销27B与轴支承部21之间的直接接触和摩擦。
[0059]间隔件91各自具有包括环形密封构件91s的外表面。密封构件91s将在凹槽90中从密封构件91s朝向马达壳体构件12的端壁12a延伸的压力作用空腔K2相对于凹槽90中的与背压腔室62连通的区域密封隔离。压力作用腔室K2形成在间隔件91与轴支承部21之间。
[0060]轴支承部21包括将第二阀腔室81与每个凹槽90中的压力作用空腔K2连通的第一连通流动通道95和第二连通流动通道96。第一连通流动通道95比第二连通流动通道96更靠近马达壳体构件12的端壁12a。轴支承部21还包括将第二阀腔室81与马达腔室121连通的第三连通孔913。第三连通孔913面向第一连通流动通道95。
[0061]第一连通流动通道95包括第一流动通道95a、第一环形流动通道95b、以及第一通道95c。第一流动通道95a与第二阀腔室81连通。第一环形流动通道95b与第一流动通道95a连通并且围绕凹槽90。第一通道95c与第一环形流动通道95b连通并且布置成用于每个凹槽90。第二连通流动通道96包括第二流动通道96a、第二环形流动通道96b、以及第二通道96c。第二流动通道96a与第二阀腔室81连通。第二环形流动通道96b与第二流动通道96a连通并且围绕凹槽90。第二通道96c与第二环形流动通道96b连通并且布置成用于每个凹槽90。
[0062]现在将描述第二实施方式的操作。
[0063]如图5所示，当旋转轴20的转速增加并且旋转轴20在压缩机10中高速旋转时，离心力使离心阀70的质量体70w远离座部71g地运动。作用在质量体70w上的离心力超过迫压弹簧70c的迫压力并且使阀体70a坐置在阀座71e上。在此情况下，连通通道71h、小直径孔71b、中等直径孔71c、第二孔71d、连通腔室63、以及连通通道21k不再将背压腔室62同第二阀腔室81中的密封构件81f与容纳部分801c之间的区域连通。
[0064]此处，容纳部分801c与密封构件81f之间的区域经由连通通道21k、容置腔室63、以及轴支承部21与旋转轴20之间的间隙而与马达腔室121连通。因此，在容纳部分801c与密封构件81f之间的空间中的制冷剂经由连通通道21k、容置腔室63、以及轴支承部21与旋转轴20之间的间隙流到马达腔室121。因此，容纳部分801c与密封构件81f之间的区域成为了吸入压力区的一部分。
[0065]从油分离腔室42经由第二油通道68流到第二阀腔室81的润滑油的压力超过迫压弹簧80b的迫压力以及容纳部分801c与密封构件Slf之间的空间中的压力，并且朝向马达壳体构件12的端壁12a挤压第二阀体80a。之后，第二阀部801b打开第二油通道68，并且第一阀部801a打开第二连通流动通道96。这允许第二油通道68中的润滑油经由第二阀腔室81、第二流动通道96a、第二环形流动通道96b、以及第二通道96c流到每个压力作用空腔K2中。因此，压力作用空腔K2成为排出压力区的一部分。
[0066]之后，背压腔室62中的压力与压力作用空腔K2中的压力之间的差异使间隔件91朝向马达壳体构件12的开放端121h (沿着旋转轴20的轴线在第一方向上)运动。因此，每个圆柱销27B与相对应的间隔件91中的圆形孔911的壁之间的接触区域从大直径部分91b运动到阶状部分91c然后运动到小直径部分91a。这减小了圆柱销27B相对于圆形孔911的绕动运动半径。因此，可动涡旋23的绕动运动半径相比于每个圆柱销27B与相对应的间隔件91中的圆形孔911的壁之间的接触区域位于大直径部分91b中时的绕动运动半径而有所减小。因此，当旋转轴20高速旋转时，可动涡卷壁23b不与固定涡卷壁22c接触。这减小了在高速旋转期间会由固定涡卷壁22c与可动涡卷壁23b之间的接触而产生的噪音。
[0067]如图4所示，当旋转轴20的转速降低并且旋转轴20在压缩机10中低速旋转时，离心阀70的质量体70w不会通过离心力与座部71g分离并且保持为坐置在座部71g上。因此，阀体70a通过迫压弹簧70c的迫压力而与阀座71e间隔开。这允许了背压腔室62中的制冷剂经由连通通道71h、小直径孔71b、中等直径孔71c、第二孔71d、容置腔室63、以及连通通道21k而流到容纳部分801c与密封构件81f之间的区域中。因此，容纳部分801c与密封构件81f之间的区域成为背压区的一部分。
[0068]流到第二阀腔室81中的密封构件81f与容纳部分801c之间的区域中的制冷剂的压力和迫压弹簧80b的迫压力超过从油分离腔室42经由第二油通道68流到第二阀腔室81的润滑油的压力，并且使第二阀体80a朝向马达壳体构件12的开放端121h运动。之后，第一阀部801a打开第一连通流动通道95和第三连通孔913，并且关闭第二连通流动通道96。此外，第二阀部801b关闭第二油通道68。这允许了压力作用空腔K2中的制冷剂经由第一通道95c、第一环形流动通道95b、第一流动通道95a、第二阀腔室81、以及第三连通孔913流到马达腔室121中。因此，压力作用空腔K2形成了吸入压力区的部分。
[0069]之后，背压腔室62中的压力与压力作用空腔K2中的压力之间的差异使间隔件91朝向马达壳体构件12的端壁12a (在与第一方向相反的第二方向上)运动。因此，每个圆柱销27B与相对应的间隔件91中的圆形孔911的壁之间的接触区域从小直径部分91a运动到阶状部分91c进而运动到大直径部分91b。这增加了圆柱销27B相对于相应的圆形孔911的绕动运动半径。因此，可动涡旋23的绕动运动半径相比于每个圆柱销27B与相对应的间隔件91中的圆形孔911的壁之间的接触区域位于小直径部分91a中时的绕动运动半径而有所增加。因此，当旋转轴20低速旋转时，可动涡卷壁23b与固定涡卷壁22c相接触。这减小了低速旋转期间制冷剂从压缩腔室25的泄漏。
[0070]因此，第二实施方式除了第一实施方式的优点(I)至(3)外还具有以下优点。
[0071](6)间隔件91在旋转轴20的轴向方向上运动。间隔件91是布置成抑制圆柱销27B与轴支承部21之间的摩擦的常规构件。将这些常规间隔件91用作可动构件，这消除了对形成附加的可动构件的需要，并且简化了结构。
[0072](7)每个间隔件91的圆形孔911包括小直径部分91a和大直径部分91b。相比于小直径部分和大直径部分布置在圆柱销27B中的结构，本结构允许了圆柱销27B相对于相应的圆形孔911的绕动运动半径的平稳变化。
[0073]对本领域技术人员来说明显的是，本发明可以在不与本发明的精神或范围相背离的情况下以多种其它具体形式实施。特别地，应当理解的是，本发明可以以以下形式实施。
[0074]在第一实施方式中，圆形孔27a可以包括小直径部分和大直径部分。可以使用任何结构，只要圆柱销27b和圆形孔27a中的至少一者各自包括小直径部分和大直径部分即可。
[0075]第一实施方式通过将小直径部分271b和大直径部分272b布置于圆柱销27b中而实施绕动运动半径的两步转换。然而，中等直径部分可以布置在小直径部分271b与大直径部分272b之间以实施三步之间或更多步之间的转换。
[0076]在第二实施方式中，圆柱销27B可以包括小直径部分和大直径部分。可以使用任何结构，只要圆柱销27b和间隔件91的圆形孔911中的至少一者各自包括小直径部分和大直径部分即可。
[0077]第二实施方式通过将小直径部分91a和大直径部分91b布置于间隔件91的圆形孔911中而实施绕动运动半径的两步转换。然而，中等直径部分可以布置在小直径部分91a与大直径部分91b之间以实施三步之间或更多步之间的转换。
[0078]在第二实施方式中，不是全部的间隔件91必须包括小直径部分和大直径部分。
[0079]阶状部分273b和91c在剖面中可以为弧形。
[0080]离心阀70可以布置在使离心阀70能够接收与旋转轴20的转速增加和降低相对应的离心力的任何位置处。
[0081]在以上实施方式中，例如可以检测到旋转轴20的转速增加和降低，并且可以基于检测结果来控制转换阀80的致动。
[0082]压力作用空腔Kl和K2不必须与吸入压力区或排出压力区连通，只要压力作用空腔Kl和K2与低压区或高压区相连通即可，其中低压区具有比背压区的压力低的压力；高压区具有比背压区的压力高的压力。
[0083]衬套20b可以固定到偏心轴20a，并且通过可动涡旋23与轴承B3之间的间隙或是衬套20b与轴承B3之间的间隙，可以允许可动涡旋23的径向运动。
[0084]在以上实施方式中，第二阀腔室81容纳经由第二油通道68来自油分离腔室42的润滑油。然而，第二阀腔室81可以与排出腔室131连通，使得具有排出压力的制冷剂发送到第二阀腔室81。
[0085]本发明可以在以下涡旋式压缩机中实施:该涡旋式压缩机由例如为发动机的驱动源直接驱动，而不是被电动马达M驱动。
[0086]应将本实施例和实施方式视为示意性的而非限制性的，并且本发明不限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同方式内进行修改。
【权利要求】
1.一种涡旋式压缩机，包括: 旋转轴； 固定涡旋，所述固定涡旋包括固定涡卷壁； 可动涡旋，所述可动涡旋包括与所述固定涡卷壁接合的可动涡卷壁，其中当所述旋转轴旋转时，所述可动涡旋做绕动运动； 压缩腔室，所述压缩腔室限定于所述固定涡卷壁与所述可动涡卷壁之间，其中所述压缩腔室具有在所述可动涡旋做绕动运动时减小的容积，并且当所述容积减小时制冷剂在所述压缩腔室中被压缩； 轴支承部，所述轴支承部支承所述旋转轴，其中所述轴支承部与所述固定涡旋布置在所述可动涡旋的相反两侧； 壳体，所述壳体容置所述旋转轴、所述固定涡旋、所述可动涡旋、以及所述轴支承部； 可动构件，所述可动构件布置在所述轴支承部中并且构造成能够在所述旋转轴的轴向方向上朝向和远离所述可动涡旋运动； 旋转限制机构，所述旋转限制机构构造成限制所述可动涡旋的旋转，其中所述旋转限制机构包括圆柱销和圆形孔，所述圆柱销布置在所述可动涡旋和所述可动构件中的一者中，所述圆形孔布置在所述可动涡旋和所述可动构件中的另一者中， 所述圆柱销松散地装配到所述圆形孔中，并且 所述圆柱销和所述圆形孔中的至少一者包括小直径部分和大直径部分；和绕动运动半径转换机构，所述绕动运动半径转换机构构造成:当所述旋转轴的转速增加时，使所述可动构件沿着 所述旋转轴的轴线在第一方向上运动，这使所述圆柱销相对于所述圆形孔的绕动运动半径减小，使得所述可动涡旋的绕动运动半径减小，并且所述绕动运动半径转换机构构造成:当所述旋转轴的转速减小时，使所述可动构件在与所述第一方向相反的第二方向上运动，这增加了所述圆柱销相对于所述圆形孔的绕动运动半径，使得所述可动涡旋的绕动运动半径增加。
2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，还包括: 背压区，所述背压区布置在所述壳体中并且构造成将力施加到所述可动涡旋，使得所述可动涡旋压靠所述固定涡旋；和 压力作用空腔，所述压力作用空腔形成在所述可动构件与所述轴支承部之间， 其中所述绕动运动半径转换机构包括 转换阀，所述转换阀在以下两种状态之间转换:即，所述压力作用空腔与压力低于所述背压区的压力的低压区连通的状态、以及所述压力作用空腔与压力高于所述背压区的压力的高压区连通的状态，和 离心阀，所述离心阀构造成控制所述转换阀的致动，使得当通过所述旋转轴的转速增加使离心力增加时，所述压力作用空腔与所述高压区连通，并且当通过所述旋转轴的转速减小使所述离心力减小时，所述压力作用空腔与所述低压区连通。
3.根据权利要求2所述的涡旋式压缩机，其中所述旋转轴包括离心阀。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡旋式压缩机，其中所述圆柱销与所述可动构件形成一体。
5.根据权利要求4所述的涡旋式压缩机，其中所述圆柱销包括小直径部分和大直径部分。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的涡旋式压缩机，其中 所述轴支承部包括在与所述圆柱销相对应的位置处的凹槽， 所述可动构件为布置于所述圆柱销与所述轴支承部之间的所述凹槽中的间隔件，并且 所述间隔件包括圆形孔。
7.根据权利要求6所述的涡旋式压缩机，其中所述圆形孔包括小直径部分和大直径部分。
【文档编号】F04C18/02GK103807168SQ201310557068
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】户泽耕作, 水藤健 申请人:株式会社丰田自动织机