JP2001193638A - 多段式ピストン圧縮機 - Google Patents
多段式ピストン圧縮機Info
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/0873—Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
- F04B27/0895—Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof driving means
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B25/00—Multi-stage pumps
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F04B27/10—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリンダボアとピストンとの間の洩れ損失及
び機械損失を低減させて、性能を向上させた多段式ピス
トン圧縮機を提供すること。 【解決手段】 回転軸２０の回転によりシリンダボア１
３ａ，１３ｂ内を摺動して冷媒を圧縮する複数のピスト
ン２５，２６を設ける。更に、このピストン２５，２６
に往復運動を与える斜板２２が回転し、かつピストン２
５，２６の背面となるクランク室３０と、シリンダボア
１３ｂの吐出側と他のシリンダボア１３ａの吸入側とを
接続する中間チャンバ３８とを設ける。そして、このク
ランク室３０と中間チャンバ３８とを連通路４５を介し
て連通し、クランク室３０の圧力を中間チャンバ３８の
圧力とする。
び機械損失を低減させて、性能を向上させた多段式ピス
トン圧縮機を提供すること。 【解決手段】 回転軸２０の回転によりシリンダボア１
３ａ，１３ｂ内を摺動して冷媒を圧縮する複数のピスト
ン２５，２６を設ける。更に、このピストン２５，２６
に往復運動を与える斜板２２が回転し、かつピストン２
５，２６の背面となるクランク室３０と、シリンダボア
１３ｂの吐出側と他のシリンダボア１３ａの吸入側とを
接続する中間チャンバ３８とを設ける。そして、このク
ランク室３０と中間チャンバ３８とを連通路４５を介し
て連通し、クランク室３０の圧力を中間チャンバ３８の
圧力とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両空調装
置に使用されて冷媒ガスの圧縮を行なう多段式ピストン
圧縮機に関する。
置に使用されて冷媒ガスの圧縮を行なう多段式ピストン
圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】高圧縮比の圧縮機として、例えば特開平
１０−１８４５３９号公報には、多段式圧縮機が開示さ
れている。これは、ケース内に回転可能に支持された回
転軸の軸線の周囲に配設された複数のシリンダボアと、
このシリンダボア内に収容され、回転軸の回転に基づく
斜板の回転によりその係合部の一部であるシューを介し
て伝達された動力によりシリンダボア内を摺動して冷媒
を圧縮するピストンと、特定のシリンダボアの吐出側と
他のシリンダボアの吸入側とを接続する接続路とを有し
たものである。この構造によって、冷媒が接続路を介し
て複数のシリンダボアを順次通過して圧縮されることに
より多段階高圧化を行っている。
１０−１８４５３９号公報には、多段式圧縮機が開示さ
れている。これは、ケース内に回転可能に支持された回
転軸の軸線の周囲に配設された複数のシリンダボアと、
このシリンダボア内に収容され、回転軸の回転に基づく
斜板の回転によりその係合部の一部であるシューを介し
て伝達された動力によりシリンダボア内を摺動して冷媒
を圧縮するピストンと、特定のシリンダボアの吐出側と
他のシリンダボアの吸入側とを接続する接続路とを有し
たものである。この構造によって、冷媒が接続路を介し
て複数のシリンダボアを順次通過して圧縮されることに
より多段階高圧化を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この高圧縮
比の圧縮機においては、特に後段の圧縮を行うボアにお
けるピストン背面側とボア内の圧縮室との間の圧力の差
が大きいため、この圧力差によりシリンダボアとピスト
ンとの隙間から冷媒が洩れやすくなり、多量のブローバ
イガスが生じる。従って、大きな洩れ損失が発生し、圧
縮機の性能が低下していた。
比の圧縮機においては、特に後段の圧縮を行うボアにお
けるピストン背面側とボア内の圧縮室との間の圧力の差
が大きいため、この圧力差によりシリンダボアとピスト
ンとの隙間から冷媒が洩れやすくなり、多量のブローバ
イガスが生じる。従って、大きな洩れ損失が発生し、圧
縮機の性能が低下していた。
【０００４】また、上記の圧力差が大きいということ
は、ピストンの前面に作用する圧力とピストンの背面に
作用する圧力との差が大きいということである。この場
合、ピストンは大きな圧縮反力を受けることになるが、
この圧縮反力は、シューと斜板との間及びシューとピス
トンとの間において大きな摩擦力となり、更に、斜板が
固定された回転軸にも反力が作用する。そのため、これ
らが機械損失となって、圧縮機の性能を更に低下してい
た。
は、ピストンの前面に作用する圧力とピストンの背面に
作用する圧力との差が大きいということである。この場
合、ピストンは大きな圧縮反力を受けることになるが、
この圧縮反力は、シューと斜板との間及びシューとピス
トンとの間において大きな摩擦力となり、更に、斜板が
固定された回転軸にも反力が作用する。そのため、これ
らが機械損失となって、圧縮機の性能を更に低下してい
た。
【０００５】本発明は、このような従来技術に存在する
課題に着目してなされたものである。従って、その目的
とするところは、シリンダボアとピストンとの間の洩れ
損失及び機械損失を低減させて、性能を向上させる多段
式ピストン圧縮機を提供することにある。
課題に着目してなされたものである。従って、その目的
とするところは、シリンダボアとピストンとの間の洩れ
損失及び機械損失を低減させて、性能を向上させる多段
式ピストン圧縮機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、特定のシリンダボアの吐
出側と他のシリンダボアの吸入側とを接続する接続路を
介して冷媒が複数のシリンダボアを順次通過することに
より多段階高圧化が行われる多段式ピストン圧縮機にお
いて、ピストンの背面に作用する圧力が、吸入圧力より
高く吐出圧力より低い中間圧力に設定されるように中間
圧力設定手段を設けたものである。
に、請求項１に記載の発明は、特定のシリンダボアの吐
出側と他のシリンダボアの吸入側とを接続する接続路を
介して冷媒が複数のシリンダボアを順次通過することに
より多段階高圧化が行われる多段式ピストン圧縮機にお
いて、ピストンの背面に作用する圧力が、吸入圧力より
高く吐出圧力より低い中間圧力に設定されるように中間
圧力設定手段を設けたものである。
【０００７】従って、ピストン背面に与えられる中間圧
力の作用により、ピストンの前面に作用する圧力、すな
わちシリンダボア内で圧縮される冷媒の圧力と、ピスト
ンの背面に作用する圧力との圧力差が減る。このため、
洩れ損失及び機械損失を低減させることができ、高圧縮
比の多段式ピストン圧縮機の性能を向上させることがで
きる。なお、本発明において、吸入圧力とは圧縮機に最
初に導入される冷媒圧力、吐出圧力とは圧縮機から外部
冷凍回路に吐出される冷媒圧力を指すものとする。
力の作用により、ピストンの前面に作用する圧力、すな
わちシリンダボア内で圧縮される冷媒の圧力と、ピスト
ンの背面に作用する圧力との圧力差が減る。このため、
洩れ損失及び機械損失を低減させることができ、高圧縮
比の多段式ピストン圧縮機の性能を向上させることがで
きる。なお、本発明において、吸入圧力とは圧縮機に最
初に導入される冷媒圧力、吐出圧力とは圧縮機から外部
冷凍回路に吐出される冷媒圧力を指すものとする。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の多段式ピストン圧縮機において、ケース内にクランク
室を設け、そのクランク室内には、回転軸の回転をピス
トンの往復運動に変換するクランク機構を配置し、中間
圧力設定手段によりクランク室内が中間圧力に設定され
るものである。
の多段式ピストン圧縮機において、ケース内にクランク
室を設け、そのクランク室内には、回転軸の回転をピス
トンの往復運動に変換するクランク機構を配置し、中間
圧力設定手段によりクランク室内が中間圧力に設定され
るものである。
【０００９】従って、ピストンを介してクランク機構に
伝えられる圧縮反力を小さくすることができる。そのた
め、機械損出を低減させることができるので、圧縮機の
性能を向上させることができる。
伝えられる圧縮反力を小さくすることができる。そのた
め、機械損出を低減させることができるので、圧縮機の
性能を向上させることができる。
【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の多段式ピストン圧縮機において、クランク機構が、回
転軸に固定された斜板と、その斜板の外周に摺動可能に
係合するようにピストンの基端部に設けられた係合部と
によりなるようにしたものである。
の多段式ピストン圧縮機において、クランク機構が、回
転軸に固定された斜板と、その斜板の外周に摺動可能に
係合するようにピストンの基端部に設けられた係合部と
によりなるようにしたものである。
【００１１】従って、高速回転に適した斜板式にしたの
で、同数で同体積のシリンダボアで比較した場合、複数
のシリンダボアを通過するために吐出される冷媒の吐出
容量が少なくなる多段式圧縮機であっても、高速回転を
行うことにより吐出冷媒量を確保して、確実に冷却する
ことができる。このように、この高速回転を行う際に
は、回転軸が受ける圧縮反力は大きくなるが、本発明の
多段式ピストン圧縮機とすれば、前述のようにこの圧縮
反力を低減して、圧縮機の性能を向上させることができ
る。
で、同数で同体積のシリンダボアで比較した場合、複数
のシリンダボアを通過するために吐出される冷媒の吐出
容量が少なくなる多段式圧縮機であっても、高速回転を
行うことにより吐出冷媒量を確保して、確実に冷却する
ことができる。このように、この高速回転を行う際に
は、回転軸が受ける圧縮反力は大きくなるが、本発明の
多段式ピストン圧縮機とすれば、前述のようにこの圧縮
反力を低減して、圧縮機の性能を向上させることができ
る。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３の何れかに記載の多段式ピストン圧縮機におい
て、シリンダボアが接続路の上流側の第１のシリンダボ
ア及び接続路の下流側の第２のシリンダボアよりなり、
冷媒が２段に圧縮されるものである。
求項３の何れかに記載の多段式ピストン圧縮機におい
て、シリンダボアが接続路の上流側の第１のシリンダボ
ア及び接続路の下流側の第２のシリンダボアよりなり、
冷媒が２段に圧縮されるものである。
【００１３】一般に、多段に圧縮すると冷媒が複数のシ
リンダボアを順次通過するため、吐出された冷媒が多く
の弁を通過する。そのため、吐出される冷媒により開か
れる弁の回数が多くなり、圧力損失が多くなる。従っ
て、通常、高圧縮比が必要な二酸化炭素を冷媒にしてい
る場合であっても、２段で圧縮すれば、圧力損失を最小
限に抑えながら十分な圧縮比が得られる。
リンダボアを順次通過するため、吐出された冷媒が多く
の弁を通過する。そのため、吐出される冷媒により開か
れる弁の回数が多くなり、圧力損失が多くなる。従っ
て、通常、高圧縮比が必要な二酸化炭素を冷媒にしてい
る場合であっても、２段で圧縮すれば、圧力損失を最小
限に抑えながら十分な圧縮比が得られる。
【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請
求項４の何れかに記載の多段式ピストン圧縮機におい
て、中間圧力設定手段がクランク室と接続路とを連通す
る連通路により構成され、この連通路を介して中間圧力
がクランク室内に供給されるようにしたものである。
求項４の何れかに記載の多段式ピストン圧縮機におい
て、中間圧力設定手段がクランク室と接続路とを連通す
る連通路により構成され、この連通路を介して中間圧力
がクランク室内に供給されるようにしたものである。
【００１５】従って、クランク室を中間圧力に設定する
のに、連通路を設けるだけでよく、複雑な機構が不要で
あり、構造自体を簡単にすることができる。請求項６に
記載の発明は、請求項５に記載の多段式ピストン圧縮機
において、回転軸を駆動する電動モータが配設されてい
るモータ室とクランク室との連通部分に回転軸又は斜板
を支持するための軸受を設けたものである。
のに、連通路を設けるだけでよく、複雑な機構が不要で
あり、構造自体を簡単にすることができる。請求項６に
記載の発明は、請求項５に記載の多段式ピストン圧縮機
において、回転軸を駆動する電動モータが配設されてい
るモータ室とクランク室との連通部分に回転軸又は斜板
を支持するための軸受を設けたものである。
【００１６】従って、冷媒が連通部分を通過する際に、
冷媒中に浮遊した状態にある潤滑油のミストを軸受が取
り入れる。そのため、軸受が潤滑油をより多く含み、冷
媒を圧縮する際のピストンの往復運動がよりスムーズに
行える。従って、機械損失が低減し、性能を更に向上さ
せることができる。
冷媒中に浮遊した状態にある潤滑油のミストを軸受が取
り入れる。そのため、軸受が潤滑油をより多く含み、冷
媒を圧縮する際のピストンの往復運動がよりスムーズに
行える。従って、機械損失が低減し、性能を更に向上さ
せることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、冷媒として二酸
化炭素を用いる圧縮機において具体化した一実施形態を
図１及び図２に従って説明する。
化炭素を用いる圧縮機において具体化した一実施形態を
図１及び図２に従って説明する。
【００１８】図１に示すように、ほぼ円筒形状をした圧
縮機１０のケースは、モータハウジング１１、フロント
ハウジング１２、シリンダブロック１３、リアハウジン
グ１４から構成されている。なお、図１の左方を圧縮機
の前方とし、右方を後方とする。
縮機１０のケースは、モータハウジング１１、フロント
ハウジング１２、シリンダブロック１３、リアハウジン
グ１４から構成されている。なお、図１の左方を圧縮機
の前方とし、右方を後方とする。
【００１９】また、モータハウジング１１とシリンダブ
ロック１３との間には回転軸２０がベアリング１８、２
１を介して回転可能に支持され、その回転軸２０はフロ
ントハウジング１２に形成した壁部１２ａの中心孔１２
ｂを遊嵌している。
ロック１３との間には回転軸２０がベアリング１８、２
１を介して回転可能に支持され、その回転軸２０はフロ
ントハウジング１２に形成した壁部１２ａの中心孔１２
ｂを遊嵌している。
【００２０】図１に示されているモータハウジング１１
には、モータ室２９が区画形成されており、ここにはロ
ータ１５とステータ１６とよりなる電動モータ１７が収
容されている。
には、モータ室２９が区画形成されており、ここにはロ
ータ１５とステータ１６とよりなる電動モータ１７が収
容されている。
【００２１】このシリンダブロック１３には、径が大き
い第１のシリンダボア１３ｂと径が小さい第２のシリン
ダボア１３ａとが、回転軸２０の軸線方向の周囲に、互
いに１８０°ずらした位置に形成されている。
い第１のシリンダボア１３ｂと径が小さい第２のシリン
ダボア１３ａとが、回転軸２０の軸線方向の周囲に、互
いに１８０°ずらした位置に形成されている。
【００２２】フロントハウジング１２の内部で区画形成
されているクランク室３０内において、回転軸２０には
円盤形状の斜板２２が外嵌固定されており、この斜板２
２は、フロントハウジング１２の壁部１２ａの後面に当
接された軸受２７により支持されている。他方、シリン
ダボア１３ａ，１３ｂには、ピストン２５，２６がそれ
ぞれ前後方向に摺動可能に内嵌されている。またピスト
ン２５，２６の後方部には、溝部２５ａ，２６ａが設け
られており、この溝部２５ａ，２６ａには、一対の半球
形状のシュー２３，２４が内設されている。一対の半球
形状のシュー２３，２４の間には、斜板２２の先端が摺
動可能に挟持されている。そして、ピストン２５，２６
の溝部２５ａ，２６ａ及びシュー２３，２４により斜板
２２に対する係合部が構成されている。すなわち、斜板
２２、ピストン２５，２６の溝部２５ａ，２６ａ及びシ
ュー２３，２４によりクランク機構が構成されている。
されているクランク室３０内において、回転軸２０には
円盤形状の斜板２２が外嵌固定されており、この斜板２
２は、フロントハウジング１２の壁部１２ａの後面に当
接された軸受２７により支持されている。他方、シリン
ダボア１３ａ，１３ｂには、ピストン２５，２６がそれ
ぞれ前後方向に摺動可能に内嵌されている。またピスト
ン２５，２６の後方部には、溝部２５ａ，２６ａが設け
られており、この溝部２５ａ，２６ａには、一対の半球
形状のシュー２３，２４が内設されている。一対の半球
形状のシュー２３，２４の間には、斜板２２の先端が摺
動可能に挟持されている。そして、ピストン２５，２６
の溝部２５ａ，２６ａ及びシュー２３，２４により斜板
２２に対する係合部が構成されている。すなわち、斜板
２２、ピストン２５，２６の溝部２５ａ，２６ａ及びシ
ュー２３，２４によりクランク機構が構成されている。
【００２３】リアハウジング１４の周壁には吸入通路４
２が、側壁には吐出通路４０がそれぞれ開口している。
リアハウジング１４の内側面には、吸入通路４２に連通
している吸入チャンバ３７と、シリンダボア１３ａ，１
３ｂ同士を接続する接続路である中間チャンバ３８と、
吐出通路４０に接続されている吐出チャンバ３９とが区
画形成されている。また、リアハウジング１４は、シリ
ンダブロック１３とで、５つのポート３１ａ，３１ｂ，
３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを有したポート形成部材３１及
び吸入弁形成部材３２を挟着している。
２が、側壁には吐出通路４０がそれぞれ開口している。
リアハウジング１４の内側面には、吸入通路４２に連通
している吸入チャンバ３７と、シリンダボア１３ａ，１
３ｂ同士を接続する接続路である中間チャンバ３８と、
吐出通路４０に接続されている吐出チャンバ３９とが区
画形成されている。また、リアハウジング１４は、シリ
ンダブロック１３とで、５つのポート３１ａ，３１ｂ，
３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを有したポート形成部材３１及
び吸入弁形成部材３２を挟着している。
【００２４】ここで、ポート３１ａは吸入チャンバ３７
と第１のシリンダボア１３ｂとを連通させるポートであ
り、ポート３１ｂは第１のシリンダボア１３ｂと中間チ
ャンバ３８とを連通させるポートである。また、ポート
３１ｃは第２のシリンダボア１３ａと中間チャンバ３８
とを連通させるポートであり、ポート３１ｄは第２のシ
リンダボア１３ａと吐出チャンバ３９とを連通させるポ
ートである。更に、ポート３１ｅは、後述する連通路４
５と中間チャンバ３８とを連通させるポートである。
と第１のシリンダボア１３ｂとを連通させるポートであ
り、ポート３１ｂは第１のシリンダボア１３ｂと中間チ
ャンバ３８とを連通させるポートである。また、ポート
３１ｃは第２のシリンダボア１３ａと中間チャンバ３８
とを連通させるポートであり、ポート３１ｄは第２のシ
リンダボア１３ａと吐出チャンバ３９とを連通させるポ
ートである。更に、ポート３１ｅは、後述する連通路４
５と中間チャンバ３８とを連通させるポートである。
【００２５】また、吸入弁形成部材３２には、ポート形
成部材３１のポート３１ａ，３１ｃに整合する位置にお
いて吸入弁３２ａ、３２ｂが形成されている。更に、ポ
ート３１ｂ，３１ｄにそれぞれ対応するようにシリンダ
ブロック１３には、吐出弁３４，３６がリテーナ３３，
３５とともに固定されている。
成部材３１のポート３１ａ，３１ｃに整合する位置にお
いて吸入弁３２ａ、３２ｂが形成されている。更に、ポ
ート３１ｂ，３１ｄにそれぞれ対応するようにシリンダ
ブロック１３には、吐出弁３４，３６がリテーナ３３，
３５とともに固定されている。
【００２６】また、シリンダブロック１３には、クラン
ク室３０と中間チャンバ３８とを連通させる中間圧力設
定手段としての連通路４５が形成されている。従って、
クランク室３０は連通路４５を介して中間チャンバ３８
と連通し、更にクランク室３０は軸受２７間の隙間及び
中心孔１２ｂを介してモータ室２９と連通している。
ク室３０と中間チャンバ３８とを連通させる中間圧力設
定手段としての連通路４５が形成されている。従って、
クランク室３０は連通路４５を介して中間チャンバ３８
と連通し、更にクランク室３０は軸受２７間の隙間及び
中心孔１２ｂを介してモータ室２９と連通している。
【００２７】以上のように本実施の形態における圧縮機
は構成されるが、次にこの作用について述べる。回転軸
２０が電動モータ１７によって回転させられると、斜板
２２が回転し、シュー２３，２４を介してピストン２
５，２６に伝達される。すなわち回転軸２０の回転力が
斜板２２によりピストン２５、２６の往復運動に変換さ
れる。吸入通路４２から吸入チャンバ３７へに至った二
酸化炭素である冷媒は、第１のシリンダボア１３ｂ内の
ピストン２６が前方に移動する吸入工程の際に、吸入弁
３２ａを押し開けて通過し、第１のシリンダボア１３ｂ
に吸入される。そして、斜板２２が回転することにより
ピストン２６は後方に移動して吐出工程を行い、第１の
シリンダボア１３ｂ内の冷媒を圧縮する。そして、ピス
トン２６が図１に示すように上死点の位置付近となる
と、吐出弁３４が開いて、シリンダボア１３ｂにより圧
縮された冷媒は中間チャンバ３８に吐出される。
は構成されるが、次にこの作用について述べる。回転軸
２０が電動モータ１７によって回転させられると、斜板
２２が回転し、シュー２３，２４を介してピストン２
５，２６に伝達される。すなわち回転軸２０の回転力が
斜板２２によりピストン２５、２６の往復運動に変換さ
れる。吸入通路４２から吸入チャンバ３７へに至った二
酸化炭素である冷媒は、第１のシリンダボア１３ｂ内の
ピストン２６が前方に移動する吸入工程の際に、吸入弁
３２ａを押し開けて通過し、第１のシリンダボア１３ｂ
に吸入される。そして、斜板２２が回転することにより
ピストン２６は後方に移動して吐出工程を行い、第１の
シリンダボア１３ｂ内の冷媒を圧縮する。そして、ピス
トン２６が図１に示すように上死点の位置付近となる
と、吐出弁３４が開いて、シリンダボア１３ｂにより圧
縮された冷媒は中間チャンバ３８に吐出される。
【００２８】中間チャンバ３８に吐出された冷媒の一部
は、ポート３１ｅ及び連通路４５を通過してクランク室
３０に供給される。更に、クランク室３０から軸受２７
及びフロントハウジング１２の中心孔１２ｂを介してモ
ータ室２９へと供給される。
は、ポート３１ｅ及び連通路４５を通過してクランク室
３０に供給される。更に、クランク室３０から軸受２７
及びフロントハウジング１２の中心孔１２ｂを介してモ
ータ室２９へと供給される。
【００２９】そして、第２のシリンダボア１３ａ内のピ
ストン２５が後方に移動して吸入工程を行うと、中間チ
ャンバ３８の冷媒が、吸入弁３２ｂを押し開けて、第２
のシリンダボア１３ａに吸入される。次にピストン２５
はシリンダボア１３ａの冷媒を圧縮する。ピストン２５
が上死点の位置付近となると、吐出弁３６が開いて、ピ
ストン２６により圧縮された冷媒は吐出チャンバ３９に
吐出される。そして、圧縮された冷媒は吐出通路４０を
介して空調装置の他の図示しない部分、例えば凝縮器に
供給される。
ストン２５が後方に移動して吸入工程を行うと、中間チ
ャンバ３８の冷媒が、吸入弁３２ｂを押し開けて、第２
のシリンダボア１３ａに吸入される。次にピストン２５
はシリンダボア１３ａの冷媒を圧縮する。ピストン２５
が上死点の位置付近となると、吐出弁３６が開いて、ピ
ストン２６により圧縮された冷媒は吐出チャンバ３９に
吐出される。そして、圧縮された冷媒は吐出通路４０を
介して空調装置の他の図示しない部分、例えば凝縮器に
供給される。
【００３０】次に、上述の実施形態によって期待できる
効果について、以下に記載する。・ 本実施の形態にお
いては、クランク室３０と中間チャンバ３８とを連通路
４５を介して連通し、クランク室３０の圧力と中間チャ
ンバ３８の圧力とを同じ中間圧力とした。すなわち、ピ
ストン２６の背面であるクランク室３０は吸入圧力（吸
入チャンバ３７内の圧力）より高く、吐出圧力（吐出チ
ャンバ３９内の圧力）より低い中間圧力に設定されてい
るので、第１のシリンダボア１３ｂ側のピストン２６の
背面と前面との圧力差は少なく、第１のシリンダボア１
３ｂで圧縮された冷媒はピストン２６の外周からクラン
ク室３０に洩れることはほとんどない。また、ポート３
１ａ側のピストン２５の前面にある圧縮された冷媒の圧
力とピストン２５の背面に作用するクランク室３０の圧
力との圧力差も従来に比べて小さくなったので、第２の
シリンダボア１３ａで圧縮された冷媒はピストン２５の
外周からクランク室３０に洩れることが少なくなる。そ
のため、ピストン２５，２６とシリンダボア１３ａ，１
３ｂの隙間からのガス洩れを低減させることができる。
同時に、ピストン２５，２６の前後間の圧力差が少なく
なったために、ピストン２５，２６の往復運動の際の圧
縮反力も小さくなり、機械損失を低減させることができ
る。従って、多段式圧縮機の性能を向上させることがで
きる。
効果について、以下に記載する。・ 本実施の形態にお
いては、クランク室３０と中間チャンバ３８とを連通路
４５を介して連通し、クランク室３０の圧力と中間チャ
ンバ３８の圧力とを同じ中間圧力とした。すなわち、ピ
ストン２６の背面であるクランク室３０は吸入圧力（吸
入チャンバ３７内の圧力）より高く、吐出圧力（吐出チ
ャンバ３９内の圧力）より低い中間圧力に設定されてい
るので、第１のシリンダボア１３ｂ側のピストン２６の
背面と前面との圧力差は少なく、第１のシリンダボア１
３ｂで圧縮された冷媒はピストン２６の外周からクラン
ク室３０に洩れることはほとんどない。また、ポート３
１ａ側のピストン２５の前面にある圧縮された冷媒の圧
力とピストン２５の背面に作用するクランク室３０の圧
力との圧力差も従来に比べて小さくなったので、第２の
シリンダボア１３ａで圧縮された冷媒はピストン２５の
外周からクランク室３０に洩れることが少なくなる。そ
のため、ピストン２５，２６とシリンダボア１３ａ，１
３ｂの隙間からのガス洩れを低減させることができる。
同時に、ピストン２５，２６の前後間の圧力差が少なく
なったために、ピストン２５，２６の往復運動の際の圧
縮反力も小さくなり、機械損失を低減させることができ
る。従って、多段式圧縮機の性能を向上させることがで
きる。
【００３１】・ 本実施の形態においては、クランク室
３０と中間チャンバ３８とを連通路４５を介して連通す
ることにより、クランク室３０の圧力を中間チャンバ３
８の圧力とほぼ同じにした。すなわち連通路４５を設け
るという簡単な構成だけで、クランク室３０の圧力と中
間チャンバ３８の圧力とほぼ同じ圧力に設定することが
できる。
３０と中間チャンバ３８とを連通路４５を介して連通す
ることにより、クランク室３０の圧力を中間チャンバ３
８の圧力とほぼ同じにした。すなわち連通路４５を設け
るという簡単な構成だけで、クランク室３０の圧力と中
間チャンバ３８の圧力とほぼ同じ圧力に設定することが
できる。
【００３２】・ 本実施の形態では、冷媒は軸受２７を
通過するので、冷媒のガス中に分散している潤滑油のミ
ストを軸受２７が取り入れる。そのため、潤滑油が十分
な軸受２７とすることができ、特に、この軸受２７は圧
縮反力を受けるものであるため、更なる機械損失を低減
させることができ、多段式ピストン圧縮機の性能を更に
向上させることができる。（変形例）なお、この実施形
態は、次のように変更して具体化することも可能であ
る。
通過するので、冷媒のガス中に分散している潤滑油のミ
ストを軸受２７が取り入れる。そのため、潤滑油が十分
な軸受２７とすることができ、特に、この軸受２７は圧
縮反力を受けるものであるため、更なる機械損失を低減
させることができ、多段式ピストン圧縮機の性能を更に
向上させることができる。（変形例）なお、この実施形
態は、次のように変更して具体化することも可能であ
る。
【００３３】・ 上記実施の形態においては、固定容量
の片頭斜板式の多段式ピストン圧縮機としたが、可変容
量の斜板式の多段式ピストン圧縮機に適用してもよい
し、両頭型の多段式ピストン圧縮機に適用してもよい
し、勿論、斜板式に限らずウェーブカム式の多段式ピス
トン圧縮機に適用してもよい。
の片頭斜板式の多段式ピストン圧縮機としたが、可変容
量の斜板式の多段式ピストン圧縮機に適用してもよい
し、両頭型の多段式ピストン圧縮機に適用してもよい
し、勿論、斜板式に限らずウェーブカム式の多段式ピス
トン圧縮機に適用してもよい。
【００３４】・ 上記実施の形態においては、電動モー
タ１７を具備した圧縮機としたが、モータを具備せず
に、車両エンジンなどの外部駆動源に電磁クラッチ等の
クラッチ機構を介して連結駆動される圧縮機としてもよ
い。
タ１７を具備した圧縮機としたが、モータを具備せず
に、車両エンジンなどの外部駆動源に電磁クラッチ等の
クラッチ機構を介して連結駆動される圧縮機としてもよ
い。
【００３５】・ 上記実施例では、電動モータ１７を配
設したモータ室２９も、クランク室３０を介して中間チ
ャンバ３８に連通させるようにしたが、モータ室２９を
クランク室３０に連通させなくてもよい。更に、上記実
施例では、斜板２２とフロントハウジング１２との間に
配設された中心孔１２ｂの部分に軸受２７を設けるよう
にしたが、ラジアルベアリングを配設してもよい。
設したモータ室２９も、クランク室３０を介して中間チ
ャンバ３８に連通させるようにしたが、モータ室２９を
クランク室３０に連通させなくてもよい。更に、上記実
施例では、斜板２２とフロントハウジング１２との間に
配設された中心孔１２ｂの部分に軸受２７を設けるよう
にしたが、ラジアルベアリングを配設してもよい。
【００３６】・ 上記実施の形態においては、ピストン
２５，２６の背面に作用する圧力を、第１のシリンダボ
ア１３ｂで圧縮された冷媒の圧力とほぼ同じとしたが、
ピストン２５，２６の背面に作用する圧力は、吸入圧力
より高く吐出圧力より低い圧力であれば、効果を奏する
ことができる。勿論、上記実施の形態のように２段の圧
縮機だけでなく、冷媒が更に多くのシリンダボアを通過
して圧縮される３段以上の多段式圧縮機であっても、多
段式ピストン圧縮機であれば、本発明は適用可能であ
る。また、上記実施の形態では、全ての冷媒が通過する
一対のシリンダボア１３ａ，１３ｂしか設けなかった
が、これらを複数対設けるようにしてもよい。
２５，２６の背面に作用する圧力を、第１のシリンダボ
ア１３ｂで圧縮された冷媒の圧力とほぼ同じとしたが、
ピストン２５，２６の背面に作用する圧力は、吸入圧力
より高く吐出圧力より低い圧力であれば、効果を奏する
ことができる。勿論、上記実施の形態のように２段の圧
縮機だけでなく、冷媒が更に多くのシリンダボアを通過
して圧縮される３段以上の多段式圧縮機であっても、多
段式ピストン圧縮機であれば、本発明は適用可能であ
る。また、上記実施の形態では、全ての冷媒が通過する
一対のシリンダボア１３ａ，１３ｂしか設けなかった
が、これらを複数対設けるようにしてもよい。
【００３７】・ 上記実施の形態においては、冷媒とし
て二酸化炭素を用いたが、他の冷媒ガス、例えばアンモ
ニア、プロパンガス等の自然冷媒を用いてもよい。な
お、プロパンガスを冷媒として使用する際には、モータ
室に導入しないほうが好ましい。
て二酸化炭素を用いたが、他の冷媒ガス、例えばアンモ
ニア、プロパンガス等の自然冷媒を用いてもよい。な
お、プロパンガスを冷媒として使用する際には、モータ
室に導入しないほうが好ましい。
【００３８】最後に、上記実施形態から把握できる技術
的思想について記載する。 （１）冷媒を偶数回圧縮するようにした圧縮機におい
て、圧縮される全回数の半分の回数の圧縮が終了した冷
媒の圧力を用いて、前記中間圧力が設定される請求項１
乃至請求項７の何れかに記載の多段式ピストン圧縮機。
的思想について記載する。 （１）冷媒を偶数回圧縮するようにした圧縮機におい
て、圧縮される全回数の半分の回数の圧縮が終了した冷
媒の圧力を用いて、前記中間圧力が設定される請求項１
乃至請求項７の何れかに記載の多段式ピストン圧縮機。
【００３９】このようにすれば、ピストンの背面に作用
する圧力と、ピストンの前面、すなわちシリンダボア内
の圧力との圧力差がどのピストンにおいても大きくなり
すぎることがない。従って、漏れ損失及び機械損失を効
果的に低減することができ、圧縮機の性能を向上させる
ことができる。
する圧力と、ピストンの前面、すなわちシリンダボア内
の圧力との圧力差がどのピストンにおいても大きくなり
すぎることがない。従って、漏れ損失及び機械損失を効
果的に低減することができ、圧縮機の性能を向上させる
ことができる。
【００４０】
【発明の効果】上記構成の本発明によれば、ピストンの
背面と、前面、すなわちシリンダボア内で圧縮される冷
媒との圧力差が少なくなるので、漏れ損失及び機械損失
を低減することができ、圧縮機の性能を向上させること
ができる。
背面と、前面、すなわちシリンダボア内で圧縮される冷
媒との圧力差が少なくなるので、漏れ損失及び機械損失
を低減することができ、圧縮機の性能を向上させること
ができる。
【図１】 本発明の実施の形態における多段式圧縮機の
正面断面図。
正面断面図。
【図２】 図１における２−２線の要部の断面図。
１０…圧縮機、１１…ケースとしてのモータハウジン
グ、１２…ケースとしてのフロントハウジング、１３…
ケースとしてのシリンダブロック、１３ａ，１３ｂ…シ
リンダボア、１４…ケースとしてのリアハウジング、１
７…電動モータ、２０…回転軸、２２…斜板、２５，２
６…ピストン、２５ａ，２６ａ…係合部、２７…軸受、
２９…モータ室、３０…クランク室、３８…接続路とし
ての中間チャンバ、４５…連通路。
グ、１２…ケースとしてのフロントハウジング、１３…
ケースとしてのシリンダブロック、１３ａ，１３ｂ…シ
リンダボア、１４…ケースとしてのリアハウジング、１
７…電動モータ、２０…回転軸、２２…斜板、２５，２
６…ピストン、２５ａ，２６ａ…係合部、２７…軸受、
２９…モータ室、３０…クランク室、３８…接続路とし
ての中間チャンバ、４５…連通路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多羅尾 晋 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 森田 健一 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AB05 AC03 CB00 CD01 CD05 3H076 AA06 AA39 BB05 BB23 CC07 CC20 CC24 CC28 CC36 CC94 CC95
Claims (6)
- 【請求項１】 ケース内に回転可能に支持された回転軸
と、その回転軸の軸線の周囲において前記ケース内に配
設された複数のシリンダボアと、 前記シリンダボア内に収容され、前記回転軸の回転によ
りシリンダボア内を摺動して冷媒を圧縮するピストン
と、 特定のシリンダボアの吐出側と他のシリンダボアの吸入
側とを接続する接続路とを有し、冷媒が前記接続路を介
して複数のシリンダボアを順次、通過することにより多
段階高圧化が行われる多段式ピストン圧縮機において、 前記ピストンの背面に作用する圧力が、吸入圧力より高
く吐出圧力より低い中間圧力に設定されるようにした中
間圧力設定手段を設けたことを特徴とする多段式ピスト
ン圧縮機。 - 【請求項２】 前記ケース内にクランク室を設け、その
クランク室内には、前記回転軸の回転をピストンの往復
運動に変換するクランク機構を配置し、中間圧力設定手
段によりクランク室内が中間圧力に設定される請求項１
に記載の多段式ピストン圧縮機。 - 【請求項３】 前記クランク機構が、前記回転軸に固定
された斜板と、その斜板の外周に摺動可能に係合するよ
うにピストンの基端部に設けられた係合部とによりなる
請求項２に記載の多段式ピストン圧縮機。 - 【請求項４】 前記シリンダボアが前記接続路の上流側
の第１のシリンダボア及び前記接続路の下流側の第２の
シリンダボアよりなり、冷媒が２段に圧縮される請求項
１乃至請求項３の何れかに記載の多段式ピストン圧縮
機。 - 【請求項５】 前記中間圧力設定手段がクランク室と前
記接続路とを連通させる連通路により構成され、前記連
通路を介して前記中間圧力がクランク室内に供給される
請求項２乃至請求項４の何れかに記載の多段式ピストン
圧縮機。 - 【請求項６】 前記回転軸を駆動する電動モータが配設
されているモータ室と前記クランク室との連通部分に回
転軸又は斜板を支持するための軸受を設けた請求項５に
記載の多段式ピストン圧縮機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000002970A JP2001193638A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 多段式ピストン圧縮機 |
| PCT/JP2001/000054 WO2001051809A1 (fr) | 2000-01-11 | 2001-01-10 | Compresseur a pistons multietage |
| US09/936,199 US6632074B2 (en) | 2000-01-11 | 2001-01-10 | Pressure setting means for a multistage type piston compressor |
| DE10190281T DE10190281T1 (de) | 2000-01-11 | 2001-01-10 | Mehrstufenkolbenverdichter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000002970A JP2001193638A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 多段式ピストン圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001193638A true JP2001193638A (ja) | 2001-07-17 |
Family
ID=18531998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000002970A Pending JP2001193638A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 多段式ピストン圧縮機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6632074B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001193638A (ja) |
| DE (1) | DE10190281T1 (ja) |
| WO (1) | WO2001051809A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2004094827A1 (en) * | 2003-04-23 | 2004-11-04 | Halla Climate Control Corporation | Motor driven compressor |
| KR100922427B1 (ko) | 2003-04-23 | 2009-10-16 | 한라공조주식회사 | 전동 사판식 압축기 |
| EP2436740A1 (en) | 2003-09-29 | 2012-04-04 | Fujifilm Corporation | Ink for inkjet printing, ink set for inkjet printing, inkjet recording material and producing method for inkjet recording material, and inkjet recording method |
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|---|---|---|---|---|
| JP2007327355A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Sanden Corp | 蒸気圧縮式冷凍回路及び当該回路を用いた車両用空調システム |
| US9227678B2 (en) * | 2012-04-02 | 2016-01-05 | Gary Bolton | Locking wheel rim cover |
| DE102015007734A1 (de) * | 2015-06-16 | 2016-12-22 | Linde Aktiengesellschaft | Axialkolbenmaschine |
| KR20210023228A (ko) * | 2019-08-22 | 2021-03-04 | 현대자동차주식회사 | 다단 압축 장치 및 그의 제어방법 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59221480A (ja) | 1983-05-31 | 1984-12-13 | Showa Seiki Kogyo Kk | 往復形オイルフリ−・ガス圧縮機 |
| JPS6310307A (ja) | 1986-07-02 | 1988-01-16 | Hitachi Ltd | 磁気ヘツド |
| DE19650108A1 (de) * | 1995-12-04 | 1997-06-05 | Denso Corp | Taumelscheiben-Kompressor |
| US5931645A (en) * | 1996-12-17 | 1999-08-03 | Kabushiki Kaisha Toyoda | Multistage swash plate compressor having two different sets of cylinders in the same housing |
| JP3514356B2 (ja) * | 1996-12-26 | 2004-03-31 | 株式会社豊田自動織機 | 多段式圧縮機 |
| JPH10176671A (ja) * | 1996-12-17 | 1998-06-30 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 圧縮機の補強装置 |
| US6079952A (en) * | 1998-02-02 | 2000-06-27 | Ford Global Technologies, Inc. | Continuous capacity control for a multi-stage compressor |
| US6280151B1 (en) * | 1998-03-09 | 2001-08-28 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Single-ended swash plate compressor |
| US6183211B1 (en) * | 1999-02-09 | 2001-02-06 | Devilbiss Air Power Company | Two stage oil free air compressor |
-
2000
- 2000-01-11 JP JP2000002970A patent/JP2001193638A/ja active Pending
-
2001
- 2001-01-10 WO PCT/JP2001/000054 patent/WO2001051809A1/ja active Application Filing
- 2001-01-10 DE DE10190281T patent/DE10190281T1/de not_active Withdrawn
- 2001-01-10 US US09/936,199 patent/US6632074B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004094827A1 (en) * | 2003-04-23 | 2004-11-04 | Halla Climate Control Corporation | Motor driven compressor |
| KR100922427B1 (ko) | 2003-04-23 | 2009-10-16 | 한라공조주식회사 | 전동 사판식 압축기 |
| EP2436740A1 (en) | 2003-09-29 | 2012-04-04 | Fujifilm Corporation | Ink for inkjet printing, ink set for inkjet printing, inkjet recording material and producing method for inkjet recording material, and inkjet recording method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6632074B2 (en) | 2003-10-14 |
| DE10190281T1 (de) | 2002-05-02 |
| US20030059316A1 (en) | 2003-03-27 |
| WO2001051809A1 (fr) | 2001-07-19 |
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