JP2000136771A

JP2000136771A - ピストン型ポンプ

Info

Publication number: JP2000136771A
Application number: JP10313720A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Nakajima; 雅文中島; Hiroyasu Kato; 裕康加藤; Takeshi Sakai; 猛酒井; Kazuhide Uchida; 和秀内田; Sadahisa Onimaru; 貞久鬼丸; Seishu Kimura; 成秀木村
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2000-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒がピストンとシリンダボアとの隙間から
漏れること防止する。【解決手段】２本のピストンリング１２４ｂを１本の
溝１２４ａに挿入するとともに、互いにその合い口１２
４ｃが第１ピストン１２４の軸方向から見て重なること
がないようにする。これにより、圧縮反力により２本の
ピストンリング１２４ｂが密着するので、その２本のピ
ストンリング１２４ｂは、合い口１２４ｃの無い１本の
Ｏリング状のピストンリングと見なすことができる。し
たがって、単純なＣ字状のピストンリング１２４ｂにて
冷媒が漏れ出ることを防止できるので、圧縮機の製造原
価上昇を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン型ポンプ
に関するもので、冷凍サイクル用の斜板型圧縮機に適用
要して有効である。

【０００２】

【従来の技術】斜板型圧縮機として、例えば特開平８−
７４５８９号公報に記載の発明では、ピストンリングの
合い口の一端側に凸部を設けるとともに、他端側に凹部
を設けて、加圧された流体が合い口から漏れ出ることを
防止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載の発明では、合い口の形状が複雑であるので、ピスト
ンリングの製造性が低く、ピストンリングの製造原価が
高くなり、斜板型圧縮機の製造原価上昇を招いてしまう
という問題がある。本発明は、上記点に鑑み、斜板型圧
縮機等のピストン型ポンプの製造原価上昇を抑制しつ
つ、加圧された流体がピストンとシリンダボアとの隙間
から漏れること防止することを目的とする。

【０００４】

【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、複数本のピストンリング（１２４
ｂ）は、その合い口（１２４ｃ）が互いに重なることが
ないように、１本の溝（１２４ａ）に挿入されているこ
とを特徴とする。

【０００５】これにより、複数本のピストンリング（１
２４ｂ）が密着することに加えて、その合い口（１２４
ｃ）が互いに重なることがないように、１本の溝１２４
ａ内に挿入されているので、その複数本のピストンリン
グ（１２４ｂ）を、合い口（１２４ｃ）の無い１本のリ
ング状のピストンリングと見なすことができる。したが
って、単純なＣ字状のピストンリング（１２４ｂ）を用
いて加圧された流体が漏れ出ることを防止できるので、
ピストン型ポンプの製造原価上昇を抑制することができ
る。

【０００６】つまり、本発明に係るピストン型ポンプに
よれば、製造原価上昇を抑制しつつ、加圧された流体が
ピストン（１２４）とシリンダボア（１２３）との隙間
から漏れること防止することができる。請求項２に記載
の発明では、複数本のピストンリング（１２４ｂ）が前
記溝（１２４ａ）に対して変位することを規制する係止
手段（１２４ｄ、１２４ｅ）を設けたことを特徴とす
る。

【０００７】これにより、複数本のピストンリング（１
２４ｂ）の合い口（１２４ｃ）が、重なることを確実に
防止することができるので、流体が漏れること確実に防
止することができる。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。

【０００８】

【発明の実施の形態】本実施形態は、本発明に係るピス
トン型ポンプを超臨界冷凍サイクル用の斜板型圧縮機に
適用したものであり、図１は超臨界冷凍サイクルの模式
図である。なお、超臨界冷凍サイクルとは、高圧側の圧
力が冷媒の臨界圧力以上となる冷凍サイクルであって、
二酸化炭素、エチレン、エタン、酸化窒素等を冷媒とす
る冷凍サイクルである。

【０００９】図１中、１００は気相状態の冷媒を圧縮す
る斜板型圧縮機（以下、圧縮機と略す。）であり、２０
０は圧縮機１００で圧縮された冷媒を外気等との間で熱
交換して冷却する放熱器（ガスクーラ）である。なお、
圧縮機１００は、車両走行用エンジン（外部駆動源）６
００により駆動される。３００は放熱器２００の出口側
での冷媒温度に応じて放熱器２００の出口側圧力を制御
する圧力制御弁である。なお、圧力制御弁３００は、放
熱器２００の出口側圧力を制御するとともに減圧器を兼
ねており、冷媒は、この圧力制御弁３００にて減圧され
て低温低圧の気液２相状態の冷媒となる。

【００１０】４００は、車室内の空気冷却手段をなす蒸
発器（吸熱器）で、気液２相状態の冷媒は蒸発器４００
内で気化（蒸発）する際に、車室内空気から蒸発潜熱を
奪って車室内空気を冷却する。５００は、気相状態の冷
媒と液相状態の冷媒とを分離するとともに、気相状態の
冷媒を一時的に蓄えるアキュームレータ（気液分離手
段）である。

【００１１】次に、圧縮機１００について図２を用いて
述べる。１１０はアルミニウム製のハウジングであり、
このハウジング１１０は、後述するスプライン１２０ａ
側（紙面左側）から順に、フロントハウジング１１１、
フロントシリンダ１１２及びリアシリンダ１１３の３つ
の部位から構成されている。因みに、これら１１１〜１
１３は、ボルト等の締結手段（図示せず）により互いに
固定されている。

【００１２】そして、ハウジング１１０内には、一端側
（紙面左側）がハウジング１１０（フロントハウジング
１１１）内外を貫通するシャフト１２０が配設されてお
り、このシャフト１２０の一端側（ハウジング１１０外
に突出している部分）には、エンジン６００から伝達さ
れる回転駆動力を、断続可能にシャフト１２０に伝達す
る電磁クラッチ（図示せず）を結合するためのスプライ
ン（伝達部）１２０ａが形成されている。

【００１３】なお、フロントハウジング１１１及びリア
シリンダ１１３には、シャフト１２０の軸方向と直交す
る方向のラジアル荷重に対抗してシャフト１２０を回転
可能に支持するラジアル軸受１２１が配設され、フロン
トシリンダ１１１内には、後述する斜板を介してシャフ
ト１２０の軸方向荷重に対抗してシャフト１２０を回転
可能に支持するスラスト軸受１２２が配設されている。

【００１４】また、フロントシリンダ１１２のスプライ
ン１２０ａ側（フロントハウジング１１１側）には、シ
ャフト１２０と平行に円柱状の第１空間（以下、この空
間を第１シリンダボアと呼ぶ。）１２３が複数個（本実
施形態では、シャフト１２０周りに５個）形成されてお
り、各第１シリンダボア１２３には、円柱状の第１ピス
トン１２４が挿入されている。

【００１５】そして、第１ピストン１２４は、フロント
シリンダ１１２内に形成された空間（以下、この空間を
斜板室と呼ぶ。）１１４に配設されてシャフト１２０に
結合された斜板１２５により第１シリンダボア１２３内
を往復運動させられる。なお、斜板１２５は、周知のご
とく、シャフト１２０に対して所定の角度を有して傾く
とともに、一対のシュー１２６を介してその径外方側で
第１ピストン１２４に連結している。このため、シャフ
ト１２０が回転とともに、斜板１２５が回転しながら、
その径外方側が揺動するので、シャフト１２０の回転運
動が往復運動に変換されて第１ピストン１２４が往復運
動させられる。

【００１６】したがって、本実施形態では、第１ピスト
ン１２４が往復運動することにより、第１シリンダボア
１２３及び第１ピストン１２４にて構成される作動室Ｖ
の体積を拡大縮小させて冷媒を吸入圧縮するとともに、
第１シリンダボア１２３、第１ピストン１２４及び斜板
１２５等により冷媒を吸入圧縮する圧縮機構を構成して
いる。

【００１７】また、第１ピストン１２４の外周には、図
３に示すように、１本の溝１２４ａが形成されており、
この一本の溝１２４ａには、第１ピストン１２４と第１
シリンダボア１２３との隙間を密閉する略Ｃ字状に形成
された金属製のピストンリング１２４ｂが２本装着され
ている。このとき、２本のピストンリング１２４ｂは、
互いにその合い口１２４ｃが、第１ピストン１２４の軸
方向から見て重なることがないように、その１本の溝１
２４ａに挿入されている。

【００１８】そして、両ピストンリング１２４ｂが溝１
２４ａに対して変位（回転）することを規制すべく、図
４（ａ）に示すように、第１ピストン１２４のうち溝１
２４ａの底部に相当する部位には、２つの平行な面から
なる二面幅１２４ｄが形成され、一方、両ピストンリン
グ１２４ｂの内側には、図４（ｂ）に示すように、二面
幅１２４ｄと勘合する二面幅１２４ｅが形成されてい
る。

【００１９】ところで、斜板１２５を挟んでスプライン
１２０ａの反対側に位置するリアシリンダ１１３には、
図２に示すように、シャフト１２０と平行に円柱状の第
２空間（以下、この空間を第２シリンダボアと呼ぶ。）
１２７が複数個（本実施形態では、シャフト１２０周り
に５個）形成されており、各第２シリンダボア１２７に
は、第１ピストン１２４と一体形成された円柱状の第２
ピストン１２８が挿入されている。このため、両ピスト
ン１２４、１２８は一体に同期して往復運動する。因み
に、１２８ａは、斜板室１１４と第２シリンダボア１２
７及び第２ピストン１２８よって構成される空間Ｖｇと
を連通させる連通孔である。

【００２０】ところで、フロントシリンダ１２２には、
アキュームレータ５００の出口側に接続されるとともに
斜板室１１４に連通する吸入口１３０、及びフロントハ
ウジング１１１に形成された吸入室１３１と斜板室１１
４とを連通させる連通路１３２が形成されている。な
お、吸入室１３１は、第１ピストン１２４及び第１シリ
ンダボア１２３により構成される複数個の作動室Ｖに冷
媒を分配供給する空間である。

【００２１】また、フロントハウジング１１１には、吸
入室１３１に加えて、複数個の作動室Ｖから吐出された
冷媒を集合させて、放熱器２００の入口側に接続される
吐出口１３３ａに冷媒を導く吐出室１３４が形成されて
いる。因みに、両室１３１、１３４は、フロントハウジ
ング１１１に略円弧状に形成された溝の開口側を金属製
のバルブプレート１３３により閉塞することにより形成
されている。

【００２２】なお、バルブプレート１３３には、吸入室
１３１と作動室Ｖとを連通させる吸入ポート１３５、及
び作動室Ｖと吐出室１３４とを連通させる吐出ポート１
３６が形成されている。そして、吸入ポート１３５に
は、作動室Ｖから吸入室１３１に冷媒が逆流することを
防止するリード弁状の吸入弁１３７が設けられ、一方、
吐出ポート１３６には、吐出室１３４から作動室Ｖに冷
媒が逆流することを防止するリード弁状の吐出弁１３８
が設けられている。因みに、両弁１３７、１３８及びバ
ルブプレート１３３は、フロントハウジング１１１と共
にフロントシリンダ１１２に共締め固定されている。

【００２３】なお、フロントハウジング１１１には、軸
シール１３９が配設されており、この軸シール１３９に
より斜板室１１４とハウジング１１０外とが連通するこ
とを防止している。次に、本実施形態の特徴を述べる。
本実施形態によれば、２本のピストンリング１２４ｂ
は、１本の溝１２４ａに挿入されているので、作動室Ｖ
の体積が縮小して作動室Ｖ内の圧力が上昇すると、その
圧縮反力により２本のピストンリング１２４ｂは、図３
（ｂ）に示すように、密着する。

【００２４】このため、２本のピストンリング１２４ｂ
が密着することに加えて、互いにその合い口１２４ｃ
が、第１ピストン１２４の軸方向から見て重なることが
ないように、溝１２４ａ内に挿入されているので、その
２本のピストンリング１２４ｂは、合い口１２４ｃの無
い１本のＯリング状のピストンリングと見なすことがで
きる。

【００２５】したがって、単純なＣ字状のピストンリン
グ１２４ｂを用いて加圧された冷媒が作動室Ｖから漏れ
出ることを防止できるので、圧縮機１００の製造原価上
昇を抑制することができる。つまり、本実施形態に係る
圧縮機１００によれば、製造原価上昇を抑制しつつ、加
圧された冷媒が第１ピストン１２４と第１シリンダボア
１２３との隙間から漏れること防止することができる。

【００２６】また、両二面幅１２４ｄ、１２４ｅとが勘
合することにより、両ピストンリング１２４ｂが溝１２
４ａに対して変位（回転）することを規制する係止手段
を構成しているので、２本のピストンリング１２４ｂの
合い口１２４ｃが、第１ピストン１２４の軸方向から見
て重なることを確実に防止することができる。したがっ
て、加圧された冷媒が第１ピストン１２４と第１シリン
ダボア１２３との隙間から漏れること確実に防止するこ
とができる。

【００２７】ところで、上述の実施形態では、斜板型圧
縮機を例に本発明を説明したが、本発明は、これに限定
されるものではなく、エアポンプ、油圧ポンプ、ピスト
ン型圧縮機等その他のピストン型ポンプにも適用するこ
とができる。また、本発明は、超臨界冷凍サイクル用の
圧縮機にその適用が限定されるものではなく、その他の
圧縮機等にも適用することができる。

【００２８】また、上述の実施形態では、金属にてピス
トンリング１２４ｂを形成したが、樹脂等その他の素材
にて形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】超臨界冷凍サイクルの模式図である。

【図２】実施形態に係る斜板型圧縮機の模式図である。

【図３】（ａ）はピストンの斜視図であり、（ｂ）はピ
ストンの正面図である。

【図４】（ａ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ断面図であり、
（ｂ）はピストンリングの正面図である。

【符号の説明】

１２３…第１シリンダボア、１２４…第１ピストン、１
２４ａ…溝、１２４ｂ…ピストンリング、１２４ｃ…合
い口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｆ０４Ｂ 1/14 Ｆ０４Ｂ 27/08 Ｋ (72)発明者加藤裕康愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者酒井猛愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者内田和秀愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者鬼丸貞久愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者木村成秀愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地株式会社日本自動車部品総合研究所内Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AB05 AB07 AC03 AC04 BC03 CB08 CE04 3H070 AA01 AA05 BB04 BB07 CC29 DD28 3H076 AA06 BB10 CC31 CC34 3J044 AA20 BA01 CA09 CB21 CB22 CB24 DA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング（１１０）と、前記ハウジング（１１０）に形成されたシリンダボア
（１２３）内で往復運動するピストン（１２４）と、前記ピストン（１２４）の外周に形成された少なくとも
１本の溝（１２４ａ）に挿入され、前記ピストン（１２
４）と前記シリンダボア（１２３）との隙間を密閉する
略Ｃ字状に形成された複数本のピストンリング（１２４
ｂ）とを備え、前記複数本のピストンリング（１２４ｂ）は、その合い
口（１２４ｃ）が互いに重なることがないように、前記
１本の溝（１２４ａ）に挿入されていることを特徴とす
るピストン型ポンプ。
【請求項２】前記複数本のピストンリング（１２４
ｂ）が前記溝（１２４ａ）に対して変位することを規制
する係止手段（１２４ｄ、１２４ｅ）を設けたことを特
徴とする請求項１に記載のピストン型ポンプ。