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可變容量斜板式壓縮機的制作方法

文檔序號:12286163閱讀:350來源:國知局
可變容量斜板式壓縮機的制作方法與工藝

本發(fā)明涉及一種可變容量斜板式壓縮機,其具備適當?shù)卣{節(jié)由缸體與組裝于該缸體的殼體劃分的曲柄室內的油的結構。



背景技術:

這種壓縮機具備:缸體,其形成有多個缸孔;前殼體,其組裝于該缸體的前側,并劃分出曲柄室;后殼體,其經(jīng)由閥板安裝于缸體的后側,并形成有吸入室以及排出室;在缸體的各缸孔內能夠往復移動地配設有活塞,利用前殼體與缸體將軸支承為旋轉自如,在該軸上設有與其一體地旋轉,并且相對于該軸的傾斜角可變的斜板,經(jīng)由滑履使所述活塞的卡合部卡止于該斜板的周緣部分,使斜板的旋轉運動經(jīng)由滑履而轉換為活塞的往復運動。

而且,設有使排出室與曲柄室連通的供氣通路以及使曲柄室與吸入室連通的抽氣通路,例如在供氣通路配設控制閥,并利用該控制閥對從排出室流入曲柄室的工作流體量進行調節(jié),由此控制曲柄室內的壓力,從而變更斜板相對于軸的傾斜角,并控制排出量。另外,由于在經(jīng)由供氣通路流入的工作流體中混入有油,因此通過將該工作流體供給到曲柄室而向曲柄室供給油。

此時,作為進入曲柄室內的流體,存在從自排出室供給的供給氣體以及從缸孔與活塞之間的間隙進入的漏氣,另外,作為從曲柄室出來的流體,存在經(jīng)由抽氣通路向形成于后殼體的吸入室出來的抽氣。因此,在這些流體的流動的作用下,曲柄室內的油量(潤滑油的量)根據(jù)運轉條件而變動。

然而,若曲柄室內的油量過少,則可能因潤滑不合格導致斜板等的滑動部產(chǎn)生燒結。因此,以往,為了避免從曲柄室中帶出油(為了使油保持在曲柄室內),著力于使曲柄室內具有分離油的功能等的研究。

例如,在下述的專利文獻1所示的活塞型壓縮機中,在軸形成抽氣孔,該抽氣孔成為用于將流入曲柄室的工作流體排散到吸入室的抽氣通路的一部分,利用從軸的后端朝向前端側沿軸心設置的軸向通路以及與該軸向通路連通并向曲柄室開放從而構成抽氣通路的入口部的徑向通路,構成形成于該軸的抽氣孔,利用通過軸的旋轉產(chǎn)生的離心力,從徑向通路流入的工作流體將油分離。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:(日本)特開2003-343440號公報

專利文獻2:(日本)特開2006-138231號公報



技術實現(xiàn)要素:

然而,在具備將從曲柄室向吸入室引導工作流體的抽氣通路的一部分形成于軸、并利用通過軸的旋轉產(chǎn)生的離心力將油分離的結構的可變容量斜板式壓縮機中,轉速越大,油分離功能也越高,因此容易在曲柄室存留油。若在曲柄室內過多地存留油,則斜板對粘性較高的油進行攪拌,由于斜板與油的剪切摩擦所導致的發(fā)熱,存在曲柄室內的溫度上升的不良情況。

為了應對這樣的不良情況,以往,也考慮如下結構:在缸體的缸孔之間部分設置旁通通路,將曲柄室與吸入室連通,使該旁通通路能夠成為僅在OFF運轉時(活塞行程達到最小時)朝向曲柄室的連續(xù)的開口,利用曲柄室與吸入室的壓力差,使過多地存留于曲柄室的油向吸入室回流(參照專利文獻2)。

然而,安裝于車輛的可變容量型壓縮機進行如下控制:在內燃機的負載變大的高旋轉時,減小活塞行程,進而減小排出量(制冷能力),相反,在怠速運轉時那樣的低旋轉時,增大活塞行程,進而增大排出量(制冷能力)。

因此,根據(jù)上述專利文獻2所示的設有旁通通路的壓縮機,在活塞行程變大的低旋轉時,旁通通路成為被活塞封堵的狀態(tài),不再始終與曲柄室連通,因此不再能夠有效地將存留的油排出。因此,由斜板攪拌曲柄室內的油,存在曲柄室的溫度升高的不良情況。

本發(fā)明鑒于該情況而完成,主要課題在于提供一種能夠確保油向斜板的供給、并且無論在何種運轉狀態(tài)下都能夠防止過多的油存留于曲柄室的可變容量斜板式壓縮機。

為了實現(xiàn)上述課題,本發(fā)明的可變容量斜板式壓縮機的特征在于,具備:缸體,其形成有多個缸孔;前殼體,其組裝于該缸體的前側,并劃分出曲柄室;后殼體,其安裝于所述缸體的后側,并形成有吸入室以及排出室;活塞,其被配設為在所述缸體的各缸孔內能夠往復移動;軸,其利用所述前殼體與所述缸體被支承為旋轉自如;斜板,其與所述軸一體旋轉,并被安裝為相對于所述軸,傾斜角可變;滑履,其能夠滑動地夾設于所述斜板的周緣部分與所述活塞之間,將所述斜板的旋轉運動轉換為所述活塞的往復運動;具有將所述排出室與所述曲柄室連通的供氣通路以及將所述曲柄室與所述吸入室連通的抽氣通路,以控制所述曲柄室內的壓力,從而控制所述斜板相對于所述軸的傾斜角,利用形成于所述軸的油分離通路構成所述抽氣通路的一部分,將該油分離通路構成為,具有從所述軸的后端朝向前端沿軸向延伸設置的軸孔以及沿徑向延伸設置而與所述軸孔連通,并且向所述曲柄室開口的側孔,所述供氣通路具有形成于所述缸體的通孔,將該通孔構成為在與所述斜板相對的部位開口,而且,區(qū)別于除了所述抽氣通路之外,另外具備始終將所述曲柄室與所述吸入室連通的旁通通路。

因此,供氣通路的面向曲柄室的端部(在構成供氣通路的一部分的缸體形成的通孔)在與斜板相對的缸體的部位開口,所以經(jīng)由供氣通路從排出室向曲柄室供給的混入有油的工作流體被朝向斜板直接供給。由此,能夠對斜板確保充分的油的供給。

然而,在軸形成有成為抽氣通路的一部分的油分離通路,并利用通過軸的旋轉產(chǎn)生的離心力從自側孔流入的工作流體中分離油,因此能夠減少從曲柄室向吸入室流出的油。但是,在軸的高旋轉時,油分離通路對油的離心分離功能提高,因此容易在曲柄室中存留過多的油。但是,由于曲柄室與吸入室也通過旁通通路而始終連通,因此利用曲柄室與吸入室的壓力差將曲柄室內的油排出,能夠防止曲柄室內存留過多的油。

另外,由于曲柄室經(jīng)由旁通通路始終與吸入室連通,因此能夠與活塞行程的大小無關地經(jīng)由旁通通路排出曲柄室內的油,能夠防止曲柄室存留過多的油。因此,在何種運轉狀態(tài)中,曲柄室內的油都不會過多地存留,不會利用斜板攪拌油,能夠防止曲柄室的溫度上升。

這里,期望的是,所述旁通通路的與所述曲柄室連通的部位(缸體的連通路與曲柄室連通的部位)位于比所述斜板的旋轉軌跡靠徑向外側的位置。

經(jīng)由供氣通路供給的油在被吹送到斜板之后,通過斜板的旋轉被向徑向外側吹走,并到達斜板的旋轉軌跡的外側,但這樣的油是提供給斜板的潤滑之后的油,即使保持原樣地排出也不會阻礙斜板的潤滑。假設在比斜板的旋轉軌跡的外緣靠徑向內側使旁通通路(連通路)與曲柄室連通,則經(jīng)由供氣通路吹送到斜板的油在提供給斜板的潤滑之前或提供的中途被旁通通路抽吸聚集,并向吸入室排出,存在有損于斜板的潤滑的隱患。因此,通過在比斜板的旋轉軌跡靠徑向外側使旁通通路連通,由此確保斜板的足夠的潤滑,并且將不會有助于斜板的潤滑的油排出,防止在曲柄室中過多地存留油。

另外,期望的是,所述抽氣通路經(jīng)由在設于缸體與后殼體之間的閥板上形成的節(jié)流孔,將所述油分離通路與所述吸入室連通,所述旁通通路經(jīng)由形成于所述閥板的其他節(jié)流孔將所述連通路與所述吸入室連通。

通過使經(jīng)由油分離通路引導到吸入室的抽氣的流動與經(jīng)由旁通通路引導到吸入室的油的流動獨立,從而消除了一方的流動被另一方的流動阻礙的不良情況,另外,通過調節(jié)各節(jié)流孔的大小,能夠分別獨立地將抽氣的量、油的排出量調節(jié)為適當?shù)牧俊?/p>

而且,也可以是,所述旁通通路(缸體的連通路)螺栓孔的一部分或者全部,與所述曲柄室連通,所述螺栓孔用于使將所述缸體與所述殼體沿軸向緊固的螺栓插通而形成于所述缸體。

通過這樣的結構,無需為了形成旁通通路的入口而對螺栓孔的位置等進行設計變更,另外,通過將旁通通路的入口形成于螺栓孔的開口端周緣(在螺栓與螺栓孔的內周面之間的間隙形成),從而抑制了在曲柄室內被攪拌的工作流體的紊亂,能夠穩(wěn)定地將油排散到吸入室。

作為使用螺栓孔的一部分的方式,也可以將旁通通路構成為具有所述螺栓孔以及在該螺栓孔的內周面開口的連通路。另外,作為使用全部螺栓孔的方式,也可以將旁通通路構成為具有所述螺栓孔以及從該螺栓孔的終端形成于缸體的端面的槽。

而且,旁通通路也可以形成為,包括第一通路構成部和第二通路構成部,該第一通路構成部從所述缸體的曲柄室側的下部通過缸孔之間朝向斜上方貫穿設置,該第二通路構成部從所述缸體的、與面向所述曲柄室的端面相反的一側的端面大致平行于所述軸地貫穿設置,并與所述第一通路構成部連通。

通過采用這樣的結構,能夠使旁通通路(連通路)的與曲柄室連通的一側位于比斜板的旋轉軌跡靠徑向外側的位置,并在其之上將與閥板相對的一側(與吸入室連通的一側)形成于徑向上的任意的位置。

雖然曲柄室內的油因向斜板吹走而成為霧狀,但是受到重力的影響,曲柄室的下部附近的油成為油密度更大的狀態(tài)。因此,為了有效地排出曲柄室內的油,期望的是旁通通路與曲柄室的下部連通。

例如,在相對于支承所述軸的孔的中心,以其正下方的位置為0°的情況下,所述旁通通路與所述曲柄室的開口端形成在0°±10°的范圍內,另外,所述旁通通路與所述曲柄室的開口端也可以形成于45°±10°的范圍。

如以上所述,根據(jù)本發(fā)明,在軸形成油分離通路、并經(jīng)由該油分離通路將曲柄室與吸入室連通的可變容量型壓縮機中,使供氣通路在與斜板相對的缸體的部位開口,能夠將從排出室向曲柄室導入的混入有油的工作流體供給到斜板,另外,通過設置始終將曲柄室與吸入室連通的旁通通路,能夠排出曲柄室內的油,因此能夠確保對斜板的潤滑,并且能夠與運轉條件無關地防止曲柄室存留過多的油,并能夠防止因油的攪拌導致的曲柄室的溫度上升。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的壓縮機的結構例的剖面圖。

圖2(a)是表示缸體的面向曲柄室的端面的圖,圖2(b)是表示缸體的面向閥板的端面的圖。

圖3是表示旁通通路與其形成法的圖,(a)是從缸體的面向曲柄室的端面觀察的圖,(b)是側剖面圖。

圖4示出本發(fā)明的壓縮機的螺栓孔的位置不同的例子,并示出利用最下部的螺栓孔形成旁通通路的情況,圖4(a)是表示缸體的面向曲柄室的端面的圖,圖4(b)是表示缸體的面向閥板的端面的圖。

圖5示出在具有圖4所示的螺栓孔的配置的壓縮機中,利用最下部的螺栓孔的相鄰的螺栓孔形成旁通通路的情況,并且是表示缸體的面向曲柄室的端面的圖。

圖6示出在具有圖4所示的螺栓孔的配置的壓縮機中,利用最下部的螺栓孔的兩個相鄰的螺栓孔形成旁通通路的情況,并且是表示缸體的面向曲柄室的端面的圖。

圖7示出進行了高速運轉時(高速高負載運轉時與高速低負載運轉時)的耐久試驗以及液體起動試驗的結果,(a)是關于曲柄室內的殘留油量,比較了以往例與實施例1~3的圖表,(b)是關于制冷循環(huán)內的油循環(huán)率(OCR),比較了以往例與實施例1~3的圖表,(c)是關于耐久試驗中的曲柄溫度,比較了以往例與實施例1~3的圖表,(d)是關于基于液體起動試驗的壓縮機的起動時間,比較了以往例與實施例1~3的圖表。

圖8是表示本發(fā)明的旁通通路的其他結構例的壓縮機的剖面圖。

具體實施方式

以下,一邊參照添附的附圖一邊說明該發(fā)明的最優(yōu)的實施方式。

在圖1中,壓縮機具有缸體1、前殼體3以及后殼體5而構成,該前殼體3以覆蓋該缸體1的前側的方式組裝,并且在該前殼體3與缸體1之間劃分有曲柄室2,該后殼體5經(jīng)由閥板4組裝于缸體1的后側。這些前殼體3、缸體1、閥板4以及后殼體5通過緊固螺栓6在軸向上緊固。

在利用前殼體3與缸體1劃分設置的曲柄室2收容有前端從前殼體3突出的軸7。在該軸7從前殼體3突出的部分設有未圖示的驅動帶輪,將對驅動帶輪賦予的旋轉動力經(jīng)由離合器片傳遞到軸7。

另外,該軸7的前端側經(jīng)由設于其與前殼體3之間的密封部件10將該軸7與前殼體3之間氣密地密封,并且利用徑向軸承11支承為旋轉自如,軸7的后端側經(jīng)由在形成于缸體1的大致中央的收容孔12中收容的徑向軸承13,被支承為旋轉自如。這里,徑向軸承11、13可以是滾動軸承,也可以是滑動軸承。

如圖2所示,在缸體1形成有收容所述徑向軸承13等的所述收容孔12以及等間隔地配置于以該收容孔12為中心的圓周上的多個缸孔14,在各個缸孔14中,以能夠往復滑動的方式插入有活塞20。

在所述軸7上,在曲柄室2內固定有與該軸7一體地旋轉的推力凸緣15。該推力凸緣15經(jīng)由推力軸承16旋轉自如地支承于與軸7大致垂直地形成的前殼體3的內壁面。而且,在該推力凸緣15上,經(jīng)由連桿部件17連結有斜板18。

斜板18經(jīng)由設置在軸7上鉸鏈球19被保持為能夠傾動,并與推力凸緣15的旋轉同步地一體旋轉。利用這些推力凸緣15與經(jīng)由連桿部件17連結于該推力凸緣15的斜板18,構成了與軸7的旋轉同步地旋轉的動力傳遞機構。

所述活塞20通過在軸向上將插入到缸孔14內的頭部20a以及向曲柄室2突出的卡合部20b接合而構成,經(jīng)由一對滑履21將卡合部20b系留于斜板18的周緣部分。

因此,若軸7旋轉,則斜板18伴隨于此而旋轉,該斜板18的旋轉運動經(jīng)由滑履21被轉換為活塞20的往復直線運動,缸孔14內的劃分于活塞20與閥板4之間的壓縮室25的容積被變更。

在后殼體5形成有吸入室31以及形成于該吸入室31的外側的排出室32,在閥板4形成有經(jīng)由吸入閥(未圖示)將吸入室31與壓縮室25連通的吸入孔26以及經(jīng)由排出閥(未圖示)將排出室32與壓縮室25連通的排出孔27。

而且,在本結構例中,利用形成于后殼體5、閥板4以及缸體1的通孔40a、40b、40c形成將排出室32與曲柄室2連通的供氣通路40,另外,在后殼體5中,在供氣通路40的中途配置有壓力控制閥42。在該壓力控制閥42的內部設有閥機構(未圖示),通過調節(jié)該閥機構的開度,由此調節(jié)通過供氣通路從排出室32向曲柄室2流入的制冷劑流量,并控制曲柄室2的壓力。

該供氣通路40的面向曲柄室2的端部在缸體1的與所述斜板18相對的端面、優(yōu)選的是滑履21與滑動的斜板18的滑動接觸部分的稍靠內側相對的部分開口,將從排出室32經(jīng)由壓力控制閥42輸送的制冷劑中混入的油供給到斜板18與滑履21之間的滑動接觸面。

另外,在軸7設有以下敘述的油分離通路43,利用該油分離通路43、軸7的后端與閥板4之間的空間46、形成于閥板4的節(jié)流孔44,形成將曲柄室2與吸入室31連通的抽氣通路45。

形成于軸7的油分離通路43由軸孔43a和側孔43b構成,該軸孔43a在軸7的軸心上從后端朝向前端形成至中途,該側孔43b與該軸孔43a連通,沿軸7的徑向形成,并向曲柄室2開口,具有利用通過軸7的旋轉產(chǎn)生的離心力從自側孔43b流入的工作流體中油分離的功能。

此外,從曲柄室2至軸7的后端與閥板4之間的空間46,除了經(jīng)由上述油分離通路43流入工作流體之外,也允許經(jīng)由收容有徑向軸承13的收容孔12與軸7之間的少量的工作流體的流入。

而且,在本壓縮機中,除了上述抽氣通路45之外,另外形成有將曲柄室2與吸入室31連通的旁通通路50。該旁通通路50具有形成于缸體1的連通路51以及與該連通路51連通并形成于閥板4的節(jié)流孔52而構成。

形成該旁通通路的一部分的節(jié)流孔52被設定為相對于形成上述抽氣通路45的一部分的節(jié)流孔44較小的面積(例如50~70%),使經(jīng)由旁通通路向吸入室排出的工作流體不會變得過多。

旁通通路50的與曲柄室2連通的部位(形成于缸體1的連通路51與曲柄室2連通的部位)位于比斜板18的旋轉軌跡(在圖2中用單點劃線表示)靠徑向外側的位置,在該例子中,旁通通路50(連通路51)在螺栓孔53的向曲柄室2開口的開口端附近的內周壁開口,該螺栓孔53供位于最下側的緊固螺栓6插入。

此外,這里所說的“位于比旋轉軌跡靠徑向外側的位置”,嚴格來說是不僅位于旋轉軌跡的外側、也包括適合吸出提供給斜板的滑動接觸部的潤滑之后的油的位置的概念。

構成旁通通路50的一部分的連通路51利用第一通路構成部51a和第二通路構成部51b構成,該第一通路構成部51a的一端在螺栓孔53的開口端附近的內周壁開口,從該部位以通過相鄰的缸孔14之間的方式朝向后側、并且朝向缸體的中心軸(在該例子中是朝向斜上方)而形成,該第二通路構成部51b與軸7大致平行地形成,一端部與第一通路構成部51a連結,另一端在缸體1的后側端面開口。

螺栓孔53并非從前側向后側形成為均一的直徑,也如圖3所示,該螺栓孔53在后側與緊固螺栓6之間的間隙較小,在比該部分靠前側相對地增大直徑,使其與緊固螺栓6的間隙變大。第一通路構成部51a在該螺栓孔53的向曲柄室2開口的內徑相對較大的部分開口,并通過從螺栓孔53的開口端將鉆頭α從斜下方插入、且從螺栓孔53的開口端附近向斜上方貫穿相鄰的缸孔之間而形成。另外,第二通路構成部51b通過從缸體1的與節(jié)流孔52對齊之后側端面的位置利用鉆頭β在收容孔12的軸向上貫穿設置或鑄造(鑄孔)而形成。

此外,第一通路構成部51a形成為比第二通路構成部51b小徑,即使產(chǎn)生制造上的偏差,也能夠將彼此的通路構成部連結。

在以上的結構中,若軸7通過對驅動帶輪賦予的旋轉動力旋轉,則斜板18旋轉,該斜板18的旋轉運動經(jīng)由滑履21轉換為活塞20的往復直線運動,活塞20在缸孔14內開始往復移動。通過該活塞20的往復移動,缸孔14內的形成于活塞20與閥板4之間的壓縮室25的容積被變更,在吸入行程時,經(jīng)由通過吸入閥開閉的吸入孔26從吸入室31向壓縮室25抽吸工作流體,在壓縮行程時,經(jīng)由通過排出閥開閉的排出孔27將壓縮的工作流體從壓縮室25向排出室32排出。

壓縮機的排出量通過活塞20的行程而決定,該行程通過施加于活塞20的前面的壓力即壓縮室25的壓力以及施加于活塞20的背面的壓力即曲柄室2內的壓力的差壓而決定。具體而言,如果提高曲柄室2內的壓力,則壓縮室25與曲柄室2的差壓變小,因此斜板18的傾斜角度(擺動角度)變小,因此,活塞20的行程變小,進而排出容量變小,相反,通過降低曲柄室2的壓力,則壓縮室25與曲柄室2的差壓變大,因此斜板18的傾斜角度(擺動角度)變大,因此,活塞20的行程變大,進而排出容量變大。

在加速時等的高旋轉時,利用壓力控制閥42經(jīng)由供氣通路40從排出室32向曲柄室2供給的制冷劑氣體量變多,曲柄室壓升高。

因此,斜板18的擺動角度變小(活塞行程變小),排出量變少。在這種情況時,由于軸7的旋轉較快,因此基于油分離通路43的油分離功能變大,容易在曲柄室2存留油。但是,由于在曲柄室2始終連通有旁通通路50,因此存留于曲柄室2的油因曲柄室2與吸入室31的壓力差而經(jīng)由該旁通通路50向吸入室31排出,不會在曲柄室2存留過多的油。

由于從曲柄室排出過多的油,因此曲柄室內不再存在由斜板18刮起的程度的油,但在本結構中,由于供氣通路40在與斜板相對的部位開口,因此經(jīng)由供氣通路40導入的制冷劑氣體中混入的油被直接供給到斜板18。因此,能夠與曲柄室內的油量無關地確保針對斜板的充分的潤滑。

此時,經(jīng)由供氣通路40供給的油在被吹送到斜板18之后,通過斜板18的旋轉向被徑向外側吹走,之后,在重力的作用下被導向下方,并經(jīng)由旁通通路50而排出。經(jīng)由旁通通路50排出的油是提供給斜板18的潤滑之后的油(不會有助于斜板18的潤滑的油),不存在有損于斜板18的潤滑的隱患。

這樣,根據(jù)本結構,通過使供氣通路40與斜板18相對地開口,從而確保斜板18的足夠的潤滑,并且通過使旁通通路50在斜板18的旋轉軌跡的靠徑向外側與曲柄室2連通,從而僅將不會有助于斜板18的潤滑的油排出,防止過多的油存留于曲柄室2。

另外,在上述的結構中,由于旁通通路50在設于曲柄室2的下部的螺栓孔53的內周面開口,因此能夠有效地排出存留于曲柄室2的油,另外,由于為了形成旁通通路50而使用現(xiàn)有的螺栓孔53的位置,因此無需為了形成旁通通路而對螺栓孔的位置等進行設計變更。

并且,由于旁通通路的入口成為緊固螺栓6所插通的螺栓孔53的開口端(成為緊固螺栓6與螺栓孔53的內周面之間的間隙),因此即使曲柄室內的工作流體被攪拌而紊亂,在工作流體流入旁通通路時也可抑制紊亂,能夠穩(wěn)定地將油排散到吸入室。

而且,在上述的結構中,由于分別設有抽氣通路45的節(jié)流孔44與旁通通路的節(jié)流孔52,因此能夠使經(jīng)由油分離通路43(抽氣通路45)引導到吸入室31的抽氣的流動與經(jīng)由旁通通路50引導到吸入室31的油的流動獨立,消除了一方的流動被另一方的流動阻礙的不良情況。因此,通過調節(jié)各節(jié)流孔的大小,能夠分別獨立地調節(jié)抽氣的量、油的排出量,以獲得所希望的特性。

然而,在上述例子中,示出了對于旁通通路50(連通路51)使用位于最下側的螺栓孔53、并且使該螺栓孔53處于曲柄室2的最下部(相對于軸成為鉛垂方向下方的位置)的例子,但旁通通路50只要在斜板18的旋轉軌跡的靠徑向外側與曲柄室2連通即可,并不限定于曲柄室2的最下部。

螺栓孔53出于壓縮機的設置位置、設計上的方便而并不必須限定于形成在曲柄室2的最下部,例如,如圖4所示,最下部的螺栓孔53并非軸7(收容孔12)的正下方,在相對于經(jīng)由徑向軸承13支承軸7的缸體1的收容孔12的中心將正下方的方向規(guī)定為0°的情況下,該最下部的螺栓孔53形成于相對于收容孔12的中心為0°±10°的范圍,其相鄰的螺栓孔β形成于相對于收容孔12的中心為45°±10°的范圍,進一步相鄰的螺栓孔γ形成于相對于收容孔12的中心為90°±10°的范圍,在該情況下,出于能夠確保油向斜板18的供給、并且無論哪種運轉狀態(tài)下都能夠防止過多的油存留于曲柄室2的觀點,也可以使用上述的任意一個螺栓孔53來形成旁通通路50。

為了對也能夠使用上述任意一個螺栓孔進行確認,將構成旁通通路50的連通路51在圖4所示的結構中的最下部的螺栓孔α的內周面開口的情況(0°±10°的位置)設為實施例1,將構成旁通通路50的連通路51如圖5所示那樣在最下部的螺栓孔α的相鄰的螺栓孔β開口的情況(45°±10°的位置)設為實施例2,將構成旁通通路50的連通路51如圖6所示那樣在最下部的螺栓孔α的第二相鄰的螺栓孔γ開口的情況(90°±10°的位置)設為實施例3,為了與未設置旁通通路的現(xiàn)有的結構(以往例)比較,進行下述的耐久試驗與液體起動試驗,并評價了其結果。

(關于耐久試驗)

首先,在低速旋轉時,基于軸的離心分離功能也較低,保持于曲柄室的油相對較少,而且油被攪拌而發(fā)熱的程度也較少,因此因油的過多地存留而導致的曲柄室內的溫度的過多上升幾乎不會成為問題。

因此,在高速運轉時,在制冷循環(huán)的熱負載較高的情況下(高速高負載)與熱負載較低的情況下(高速低負載)進行耐久試驗,將曲柄室內的殘留油量、制冷循環(huán)內的油循環(huán)率(OCR)以及耐久試驗中的曲柄室的溫度(曲柄溫度)與不具有旁通通路的以往例進行了比較。將其結果表示在圖7(a)~(c)中。

這里,在高速高負載運轉中,由于可變容量壓縮機的排出容量變大,因此壓縮機的作功量也變大,曲柄室的溫度也升高。但是,由于與在制冷循環(huán)中循環(huán)的大量的制冷劑一同的還有油也容易從制冷循環(huán)返回壓縮機,因此即使在壓縮機內幾乎不再保持有油,也是能夠利用在制冷循環(huán)內循環(huán)的油確保壓縮機內的滑動部件的潤滑的狀態(tài)。

另一方面,在高速低負載運轉時,由于可變容量壓縮機的排出容量也變小,因此壓縮機的作功量也變小,曲柄室的溫度也降低,但是由于在制冷循環(huán)中循環(huán)的制冷劑較少,因此油難以在制冷循環(huán)內停留,是不能利用在制冷循環(huán)中循環(huán)的制冷劑中混入的油期待壓縮機內的潤滑的狀態(tài)。

(關于液體起動試驗)

停留于曲柄室的液體不僅是油,也包括制冷劑液化而存留的情況。即,已知若壓縮機不運轉而是長時間地停止,則制冷循環(huán)內的壓力平衡,在作為制冷循環(huán)中的溫度最低的部位(熱容量最大的部位)的壓縮機內,制冷劑液化,在曲柄室中存留液體制冷劑。

在將要從這種壓力平衡的狀態(tài)起使壓縮機起動的情況下,由于壓縮機的運轉,使得吸入室的壓力降低,伴隨于此,控制壓室的制冷劑經(jīng)由抽氣通路向吸入室排出。然而,若在控制壓室內存留液體制冷劑,則控制壓室內成為氣相制冷劑與液相制冷劑共存的平衡狀態(tài),因此即使控制壓室的制冷劑經(jīng)由抽氣通路而向吸入室排出,控制壓室的壓力也會維持為飽和壓力。因此,直至全部的液體制冷劑氣化而從抽氣通路排出為止,控制壓室的壓力不會下降,存在不再能進行排出容量控制的(排出容量不再增加)不良情況。

因此,要求迅速地將曲柄室內的液體制冷劑向吸入室排出,縮短直至壓縮機起動為止的時間,因此,期望的是對于設置旁通通路所帶來的壓縮機的起動時間的變化也一并進行評價。

關于以往例與實施例1~3,將測定了壓縮機的起動時間的結果表示在圖7(d)中。

進行了上述的耐久試驗與液體起動試驗的結果,對于各實施例可獲得如下見解。

(關于實施例1)

實施例1為,旁通通路50在最下方的螺栓孔α開口,因此無論是在高速高負載耐久試驗中還是高速低負載耐久試驗中,壓縮機結束后的曲柄室的殘留油量都幾乎為零。由于沒有曲柄室2的殘留油量,所以不存在潤滑油的攪拌所引起的發(fā)熱,因此曲柄溫度與現(xiàn)有技術相比充分低。特別是,在高速高負載條件下,OCR非常大(5.7%),利用在制冷循環(huán)內循環(huán)的油確保了壓縮機內部的潤滑,因此認為防止了曲柄溫度的上升。

與此相對,在高速低負載中,在制冷循環(huán)內循環(huán)的油較少(OCR:0.5%),曲柄溫度與實施例2、3相比稍高。因此,認為潤滑油稍微不足,但曲柄溫度與以往例相比充分低,是確保了潤滑油向斜板的油供給的狀態(tài)。

另外,在液體起動試驗中,與以往例是直至起動為止需要67秒相對,在實施例1中,用30秒起動。認為這是因為,旁通通路50在最下部的螺栓孔α開口,因此能夠最快地排出停留于曲柄室2的下部的制冷劑。

(關于實施例2)

實施例2為,旁通通路50在最下部的螺栓孔α的相鄰的螺栓孔β開口,因此在高速高負載耐久試驗、高速低負載耐久試驗中,都在壓縮機結束之后殘留有未被攪拌的程度的適量的油。認為曲柄溫度在實施例1、2、3中最低,在曲柄室2中確保了最優(yōu)選的油量。

另一方面,在液體起動試驗中,起動時間為35秒,可見比實施例1稍慢。認為這是因為,旁通通路的開口位置不是最下部的螺栓孔,因此曲柄室2的停留的液體制冷劑中的、停留于最下部的液體制冷劑不能被迅速地排出。然而,如果與以往例相比,起動時間大約縮短了一半,設有旁通通路帶來的效果較大。

(關于實施例3)

實施例3示出了耐久試驗中的曲柄室內的殘留油量、曲柄溫度與實施例2大致相同的結果。與此相對,在液體起動試驗中起動時間為53秒,可見比實施例2更慢。認為這是因為,停留于曲柄室的液體制冷劑比實施例2變多。然而,在高速耐久試驗中,與實施例2相同,防止了過多的油存留于曲柄室(與以往例相比大幅度減少了殘留油量),也抑制了曲柄溫度的上升。

因此,對于實施例1~3中的任意一個,都確保了油向斜板18的供給,并且在高速高負載、高速低負載的任意一個的運轉狀態(tài)中,都防止了過多的油存留于曲柄室,并抑制了曲柄溫度的上升,獲得了比不具有旁通通路的以往例更好的結果。

由此,旁通通路的與曲柄室連通的部位期望的是至少與軸7相同程度的高度(相對于支承軸的收容孔12的中心以正下方的位置為基準(0°)時,90°±10°的位置)或比其低的位置,并且是比斜板的旋轉軌跡靠徑向外側的位置,如果進一步加上起動時間,更優(yōu)選的是45°±10°的位置,或優(yōu)選設為比其低的位置。

另外,在上述的例子中,示出了利用第一通路構成部51a與第二通路構成部51b構成與節(jié)流孔52連通的連通路51的例子,但也可以如圖8所示,在缸體1與閥板4接觸的端面形成將螺栓孔53與節(jié)流孔52連通的槽56,并利用螺栓孔53與形成于該缸體1的端面的槽56構成所述連通路51。

在這樣的結構中,也是無需為了形成旁通通路50的入口而對螺栓孔的位置等進行設計變更,除此之外,旁通通路的入口成為插通緊固螺栓6的螺栓孔53的開口端(成為螺栓與螺栓孔的內周面之間的間隙),從而能夠抑制在曲柄室內攪拌的工作流體的紊亂,能夠穩(wěn)定地將油排散到吸入室。另外,為了形成旁通通路50(連通路51),利用螺栓孔的整體,在缸體的端面形成槽即可,因此不再需要在缸體1貫穿設置孔,旁通通路的形成變得極其容易。

另外,在上述結構例中,示出了分別形成抽氣通路45的節(jié)流孔44與旁通通路50的節(jié)流孔52的例子,但也可以共用一方的節(jié)流孔。

例如,在圖1以及圖8的結構中,也可以省略節(jié)流孔52,在缸體1的與閥板4相對的端面形成將連通路51與收容孔12連通的連通槽55,并將抽氣通路45的節(jié)流孔44用作旁通通路50的節(jié)流孔。

附圖標記說明

1 缸體

2 曲柄室

3 前殼體

4 閥板

5 后殼體

6 緊固螺栓

7 軸

14 缸孔

18 斜板

20 活塞

25 壓縮室

31 吸入室

32 排出室

40 供氣通路

43 油分離通路

43a 軸孔

43b 側孔

44 節(jié)流孔

50 旁通通路

51 連通路

51a 第一通路構成部

51b 第二通路構成部

52 節(jié)流孔

53 螺栓孔

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