JP2000027759A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機の効率低下を防止する 【解決手段】 シリンダブロック１０１に吸入口１１２
に連通する環状溝部１１３を形成し、ピストン１０２に
環状溝部１１３に連通する吸入通路１１４を形成する。
そして、ピストン１０２の頭部１０２ａに吸入弁１１５
を設ける。これにより、吸入冷媒は、作動室Ｐを挟んで
吐出室１０５反対側に位置するピストン１０２に形成さ
れた環状溝部１１３及び吸入通路１１４を流通して吸入
されるので、吸入冷媒は吐出室１０５の熱を受け難くな
る。したがって、吸入冷媒の温度を低く保つことができ
るので、冷媒の密度が低下することを防止でき、圧縮機
１００の効率が低下することを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピストンの往復運
動により流体を吸入圧縮する圧縮機（以下、この種の圧
縮機をピストン型圧縮機と呼ぶ。）に関するもので、冷
凍サイクル用の圧縮機に用いて有効である。

【０００２】

【従来の技術】ピストン型圧縮機では、例えば特開平７
−９１３６６号公報に記載のように、作動室を挟んでピ
ストンと反対側に吸入室と吐出室とが形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等
は、圧縮機の効率を高めるべく、種々の試験検討を重ね
たところ、圧縮機の効率を低下させる原因として以下の
点を発見した。すなわち、圧縮機では、吐出室内には圧
縮された流体が充満しているので、吐出室内の温度は吸
入室内の温度より高い。このため、隔壁を介して吐出室
に隣接している吸入室内の温度が上昇してしまうので、
吸入室内の流体の密度が低下する。したがって、吸入室
に吸入される流体の流入質量流量が減少するので、実質
的な吐出質量流量が減少し、圧縮機の効率が低下する。

【０００４】本発明は、上記点に鑑み、圧縮機の効率低
下を防止することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
２に記載の発明では、作動室（Ｐ）を挟んでピストン
（１０２）と反対側には、作動室（Ｐ）から吐出する圧
縮された流体が流入する吐出室（１０５）が形成され、
さらに、シリンダブロック（１０１）に形成された環状
溝部（１１３）、及びピストン（１０２）に形成された
吸入通路（１１４）を有することを特徴とする。

【０００６】これにより、上記公報に記載のごとく、吐
出室に隣接して形成された吸入室から作動室（Ｐ）に流
体を供給するものに比べて、作動室（Ｐ）に導入される
導入流体（環状溝部（１１３）及び吸入通路（１１
４））と吐出室（１０５）との距離が大きくなり、導入
流体は吐出室（１０５）の熱を受け難くなる。したがっ
て、導入流体の温度を低く保つことができるので、流体
の密度が低下することを防止できる。延いては、圧縮機
の吸入質量流量が減少することが防止できるので、圧縮
機の効率が低下することを防止できる。

【０００７】請求項２に記載の発明では、ピストン（１
０２）の頭部側にリード弁状の吸入弁（１１５）が設け
られていることを特徴とする。これにより、例えば吸入
弁（１１５）をピストン（１０２）の側面に形成したと
きに比べて、ピストン（１０２）が上死点に達した時の
作動室（Ｐ）の体積（以下、体積をデッドボリュームと
呼ぶ。）を小さくすることができるので、吸入された流
体の多くを吐出することができ、圧縮機の効率が低下す
ることを防止できる。

【０００８】請求項２に記載の発明では、ピストン（１
０２）が上死点に達した時に、吸入弁１１５を固定する
ボルト（１１６）の頭部が、吐出ポート（１０８）に入
り込むように構成されていることを特徴とする。これに
より、作動室（Ｐ）の内壁のうちピストン（１０２）の
頭部と対向する部位（１０４）とボルト（１１６）との
干渉を防止するために新たな凹部等を設けることなく、
ピストン（１０２）が上死点に達した時の作動室（Ｐ）
の体積を略０とすることができる。したがって、吸入冷
媒のほぼ全量を吐出することができるので、圧縮機１０
０の効率が低下すること（デッドボリュームが増大する
こと）をさらに防止できる。

【０００９】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００１０】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る圧縮機を車両用冷凍サイクルの斜板型圧縮
機に適用したものであって、図１は本実施形態に係る斜
板型圧縮機（以下、圧縮機と略す。）１００の断面図で
ある。

【００１１】図１中、１０１は往復運動するピストン１
０２を収納するシリンダボア１０３が形成された略円筒
状のシリンダブロックであり、ピストン１０２及びシリ
ンダブロック１０３は、後述するシャフト周りに５本
（図２参照）形成されている。１０４は、シリンダボア
１０３の開口部のうちピストン１０２の頭部側を閉塞す
る弁板であり、この弁板１０４、シリンダボア１０３
（シリンダブロック１０３）及びピストン１０２により
作動室Ｐ（の内壁）が構成されている（図３参照）。な
お、作動室Ｐとは、ピストン１０２の往復運動によりそ
の体積が拡大縮小することにより、冷媒（流体）を吸入
圧縮するものである。

【００１２】因みに、ピストン１０２の頭部１０２ａと
は、作動室Ｐの説明から明らかなように、ピストン１０
２のうち作動室Ｐに直接に面する側の端部を言う。そし
て、作動室Ｐ（弁板１０４）を挟んでピストン１０２と
反対側には、複数個の作動室Ｐから吐出する圧縮された
冷媒が流入する吐出室１０５を形成するリアハウジング
１０６が弁板１０４と共にシリンダブロック１０１にボ
ルト１０７により固定されている。

【００１３】また、弁板１０４のうちピストン１０２の
頭部１０２ａと対向する部位には、作動室Ｐと吐出室１
０５とを連通させる吐出ポート１０８が形成されてお
り、この吐出ポート１０８の吐出室１０５側には、吐出
室１０５から作動室Ｐへ冷媒が逆流することを防止する
リード弁状の吐出弁１０９が配設されている。なお、吐
出弁１０９は、吐出弁１０９の最大開度を規制するスト
ッパ１１０と共に弁板１０４にボルト１１１に共締め固
定されている。

【００１４】ところで、シリンダブロック１０１の外周
面のうちシリンダボア１０３の内壁に相当する部位に
は、冷凍サイクルの蒸発器（図示せず）側に接続されて
流体を圧縮機１００内に吸入する吸入口１１２が形成さ
れており、この吸入口１１２は、図２に示すように、シ
リンダブロック１０１の内周面を周方向に循環するとと
もに、シリンダボア１０３側に向けて開口する環状溝部
１１３に連通している。

【００１５】一方、ピストン１０２のうち環状溝部１１
３に面する部位には、ピストン１０２の頭部まで連通す
る吸入通路１１４が形成されている。したがって、吸入
口１１２から吸入された冷媒は、環状溝部１１３を流通
して各ピストン１０２の吸入通路１１４から各作動室Ｐ
に導かれる。つまり、環状溝部１１３は、１つの吸入口
１１２から吸入された冷媒を各吸入通路１１４（各作動
室Ｐ）に分配供給する吸入室としての役割を担ってい
る。

【００１６】また、ピストン１０２の頭部１０２ａ側に
は、図１、３に示すように、吸入通路１１４を経由して
作動室Ｐに吸入された冷媒が吸入通路１１４側（環状溝
１１３側）に逆流することを防止するリード弁状の吸入
弁１１５が設けられており、この吸入弁１１５は、ピス
トン１０２の頭部１０２ａにＰネジ１１６（ボルト）に
て固定されている。

【００１７】そして、本実施形態では、図１に示すよう
に、ピストン１０２が上死点に達した時（作動室Ｐの体
積が最も縮小した時）に、Ｐネジ１１６の頭部が吐出ポ
ート１０８に嵌まり込む（入り込む）ことにより、Ｐネ
ジ１１６と弁板１０４との干渉を防止している。ところ
で、１１７は車両走行用エンジン（図示せず）から駆動
力を得て回転するシャフトであり、このシャフト１１７
は、シリンダブロック１０１及びフロントハウジング１
１８に固定されたラジアル軸受１１９により回転可能に
支持されている。

【００１８】また、１２０はシャフト１１７と一体的に
回転するプレートであり、このプレート１２０とフロン
トハウジング１１８との間には、プレート１２０に作用
するスラスト荷重（シャフト１１７と平行な方向の力）
を受けるスラスト軸受１２１が配設されている。また、
１２２はシャフト１１７に対して傾いた斜板であり、１
２３は斜板１２２とシャフト１７７とのなす角θ（以
下、この角度θを斜板１２２の角度θと呼ぶ。）を可変
として斜板１２２とプレート１２０とを連結するヒンジ
部である。このヒンジ部１２３は、プレート１２０の外
周側に形成されて斜板１２２側に向けて突出する第１突
起部１２４に形成された穴１２４ａと、斜板１２２に形
成されて穴１２４ａ内に挿入された第２突起部１２５か
ら形成されている。

【００１９】このため、斜板１２２が回転する空間（ク
ランク室）１２２ａ内の圧力を変化させると、ピストン
１０２を挟んでクランク室１２２ａ内の圧力と作動室Ｐ
内との圧力バランスにより、第２突起部１２５の先端に
形成された球面部１２５ａが穴１２４ａの内壁に対して
摺動して、斜板１２２の角度θが変化する。因みに、本
実施形態では、クランク室１２２ａ内の圧力を高くする
と、斜板１２２の角度θが大きくなり、ピストン１０２
の往復行程（ストローク）が小さくなって吐出容量（作
動室Ｐの最大体積）が縮小する。一方、クランク室１２
２ａ内の圧力を低くすると（吸入圧とすると）、角度θ
が小さくなり、ピストン１０２の往復行程が大きくなっ
て吐出容量（作動室Ｐの最大体積）が拡大する。

【００２０】また、１２６は斜板１２２とピストン１０
２の端部（頭部１０２ａと反対側端部）とを連結する一
対のシューであり、シュー１２６は、斜板１２２の外径
側には摺動可能に接触し、ピストン１０２に対しては揺
動可能に接触している。このため、シャフト１７７の回
転と共に斜板１２２が回転しながら揺動すると、シャフ
ト１７７の回転運動が往復運動に変換されてピストン１
０２に伝達され、ピストン１０２が往復運動する。

【００２１】因みに、１２７はシャフト１７７とフロン
トハウジング１１８との隙間を密閉するゴム製のリップ
シールである。次に、本実施形態の特徴を述べる。本実
施形態によれば、作動室Ｐに吸入される冷媒（以下、こ
の冷媒を吸入冷媒）は、作動室Ｐを挟んで吐出室１０５
反対側に位置するピストン１０２に形成された吸入通路
１１４、及びシリンダブロック１０１に形成された環状
溝部１１３を流通して吸入されるので、上記公報に記載
のごとく、吐出室に隣接して形成された吸入室から作動
室に冷媒を供給するものに比べて、吸入冷媒（環状溝部
１１３及び吸入通路１１４）と吐出室１０５との距離が
大きくなり、吸入冷媒は吐出室１０５の熱を受け難くな
る。

【００２２】したがって、吸入冷媒の温度を低く保つこ
とができるので、冷媒の密度が低下することを防止でき
る。延いては、圧縮機１００の吸入質量流量が減少する
ことが防止できるので、圧縮機１００の効率が低下する
ことを防止できる。また、例えば吸入弁１１５をピスト
ン１０２の側面に形成したときに比べて、ピストン１０
２が上死点に達した時の作動室Ｐの体積（デッドボリュ
ーム）を小さくすることができるので、吸入した冷媒の
多くを吐出することができ、圧縮機１００の効率が低下
することを防止できる。

【００２３】また、吸入弁１１５を固定するＰネジ１１
６の頭部を吐出ポート１０８に嵌り込むことにより、Ｐ
ネジ１１６と弁板１０４との干渉を防止しているので、
Ｐネジ１１６と弁板１０４との干渉を防止するために新
たな凹部を弁板１０４に設けることなく、ピストン１０
２が上死点に達した時の作動室Ｐの体積を略０とするこ
とができる。したがって、吸入冷媒のほぼ全量を吐出す
ることができるので、圧縮機１００の効率が低下するこ
と（圧縮機１００のデッドボリュームが増大すること）
をさらに防止できる。

【００２４】ところで、上述の実施形態では、シャフト
１１７の回転と共に揺動する斜板１２２によりピストン
１０２を往復運動させる斜板型圧縮機であったが、本発
明はこれに限定されるものではなく、クランクシャフト
によりピストンを往復運動させる圧縮機であってもよ
い。また、上述の実施形態では、吐出容量（角度θ）が
変化する圧縮機であったが、本発明はこれに限定される
ものではなく、吐出容量（ピストン１０２の往復行程）
が一定の固定容量型の圧縮機であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る圧縮機の断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】（ａ）はピストンの頭部の拡大図であり、
（ｂ）は（ａ）の側面図である。

【符号の説明】

１０１…シリンダブロック、１０２…ピストン、１０３
…シリンダボア、１０８…吐出ポート、１１２…吸入
口、１１４…吸入通路、１１５…吸入弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 往復運動するピストン（１０２）により
   作動室（Ｐ）の体積の拡大縮小させ、流体を吸入圧縮す
   る圧縮機であって、 前記ピストン（１０２）を収納するシリンダボア（１０
   ３）が形成されたシリンダブロック（１０１）と、 前記作動室（Ｐ）を挟んで前記ピストン（１０２）と反
   対側に配設され、前記作動室（Ｐ）から吐出する圧縮さ
   れた流体が流入する吐出室（１０５）を形成するハウジ
   ング（１０５）とを有し、 前記ピストン（１０２）には、流体を前記作動室（Ｐ）
   に導く吸入通路（１１４）が形成され、 前記ピストン（１０２）の頭部側には、前記作動室
   （Ｐ）内に吸入された流体が前記吸入通路（１１４）側
   に逆流することを防止するリード弁状の吸入弁（１１
   ５）が設けられ、 前記シリンダブロック（１０１）の内周面を周方向に循
   環するとともに、前記シリンダボア（１０３）側に向け
   て開口して前記吸入通路（１１４）に連通する環状溝部
   （１１３）が形成され、 さらに、前記シリンダブロック（１０１）には、前記環
   状溝部（１１３）に連通し、流体が吸入される吸入口
   （１１２）が形成されていることを特徴とする圧縮機。
2. 【請求項２】 前記吸入弁（１１５）は、前記ピストン
   （１０２）の頭部にボルト（１１６）にて固定され、 前記作動室（Ｐ）の内壁のうち前記ピストン（１０２）
   の頭部と対向する部位（１０４）には、圧縮された流体
   を吐出する吐出ポート（１０８）が形成され、 さらに、前記ピストン（１０２）が上死点に達した時
   に、前記ボルト（１１６）の頭部が前記吐出ポート（１
   ０８）に入り込むように構成されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の圧縮機。