JP2001342961A - 圧縮機におけるガス流通構造 - Google Patents

圧縮機におけるガス流通構造

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JP2001342961A JP2000164368A JP2000164368A JP2001342961A JP 2001342961 A JP2001342961 A JP 2001342961A JP 2000164368 A JP2000164368 A JP 2000164368A JP 2000164368 A JP2000164368 A JP 2000164368A JP 2001342961 A JP2001342961 A JP 2001342961A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】流通ポートにおけるガスの流通の容易性を向上
する。 【解決手段】吐出ポート27は、テーパ形状の第1の拡
開部28と、テーパ形状の第2の拡開部29とからな
る。第1の拡開部28の断面積及び第2の拡開部29の
断面積は、吐出ポート27の上流側(シリンダボア11
1側)から下流側(吐出室132側)に向かうにつれて
増大する。第2の拡開部29の断面積の増大割合は、第
1の拡開部28の断面積の増大割合よりも大きくしてあ
る。第2の拡開部29は第1の拡開部28に連なってお
り、第1の拡開部28の最大の断面積は、第2の拡開部
29の最小の断面積である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスを流通するた
めの流通ポートを開閉弁で開閉する圧縮機におけるガス
流通構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ピストン式圧縮機では、吸入室からシリ
ンダボア内へガスを吸入する際のガスの流通の容易性、
あるいはシリンダボアから吐出室へガスを吐出する際の
ガスの流通の容易性が体積効率に大きな影響を与える。
ガスの流通が容易になるほど体積効率が向上し、圧縮機
の性能が向上する。
【0003】特開平11−241683号公報に開示さ
れるポートは、ポートの出口端に隣接した部分に出口端
に近づくにつれてポートの径を漸次拡大させる拡径部を
備えている。拡径部は、ポートにおけるガスの流れの円
滑化に寄与する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ポートの壁面に沿った
ガスの流れが拡径部の壁面から剥離することなく、かつ
適度に拡散してゆくようにガスが流れるようにすること
は、ポートにおけるガスの流れの円滑化の上で重要であ
る。単一の拡径部は、径が直線的又は非直線的に増大す
る形状であるが、ポートを流れるガスが拡径部の壁面か
ら剥離しないように、かつ適度に拡散してゆくように、
ポートの出口端に隣接した単一の拡径部を適正な形状に
設定することは難しい。単一の拡径部の適正な形状の設
定が行われなければ、ガスが拡径部の壁面から剥離する
ことなく、かつ適度に拡散してゆくように流れることが
できなくなる。
【0005】本発明は、吸入ポートあるいは吐出ポート
のような流通ポートにおけるガスの流通の円滑性を向上
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのために請求項1の発
明では、ガスを流通するための流通ポートを上流側から
下流側に向かうにつれて増大する断面積を有する第1の
拡開部及び第2の拡開部を前記流通ポートに設け、前記
第1の拡開部を前記第2の拡開部の下流側に配置し、前
記第2の拡開部の断面積の増大割合と前記第1の拡開部
の断面積の増大割合よりも大きくした。
【0007】流通ポートを開閉する開閉弁を押し退けて
流通ポートを通過するガスが流通ポートを出る直前に適
度に拡散しつつある状態は、流通ポートを円滑に流通す
る上で有利である。第2の拡開部でのガスの拡散割合
は、第1の拡開部でのガスの拡散割合よりも大きい。こ
の拡散割合の関係、即ち断面積の増大割合の関係は、ガ
スが流通ポートの壁面から剥離しないように、かつ適度
に拡散して流通ポートを通過する上で有効である。
【0008】請求項2の発明では、請求項1において、
前記第1の拡開部及び前記第2の拡開部は、いずれもテ
ーパ形状とした。テーパ形状は、拡開部の高精度形状の
形成に関して有利である。
【0009】請求項3の発明では、請求項1及び請求項
2のいずれか1項において、前記第2の拡開部は、前記
第1の拡開部に連ならせた。流通ポート内のガスの拡散
は、ガスが第1の拡開部から第2の拡開部に移行する場
合にも連続する。
【0010】請求項4の発明では、請求項1乃至請求項
3のいずれか1項において、前記流通ポートの全体は、
前記第1の拡開部及び前記第2の拡開部によって占めら
れているようにした。
【0011】流通ポート内を流れるガスは、上流側から
下流側へ移行する場合に常に拡散する。これは、流通ポ
ート内の冷媒ガスの流通の円滑化に寄与する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を可変容量型圧縮機
に具体化した第1の実施の形態を図1及び図2に基づい
て説明する。
【0013】図1(a)に示すように、シリンダブロッ
ク11の前端にはフロントハウジング12が接合されて
いる。シリンダブロック11の後端にはリヤハウジング
13が区画板14、弁形成プレート15,16及びリテ
ーナ形成プレート17を介して固定されている。制御圧
室121を形成するフロントハウジング12とシリンダ
ブロック11とには回転軸18が回転可能に支持されて
いる。制御圧室121から外部へ突出する回転軸18
は、プーリ(図示略)及びベルト(図示略)を介して外
部駆動源、例えば車両エンジン(図示略)から駆動力を
得る。
【0014】回転軸18には回転支持体19が止着され
ている。又、回転軸18には斜板20が回転軸18の軸
方向へスライド可能かつ傾動可能に支持されている。斜
板20は、斜板20に止着されたガイドピン21と回転
支持体19側のガイド孔191との連係により回転軸1
8の軸方向へ傾動可能かつ回転軸18と一体的に回転可
能である。斜板20の傾動は、ガイド孔191とガイド
ピン21とのスライドガイド関係、及び回転軸18のス
ライド支持作用により案内される。
【0015】斜板20の半径中心部が回転支持体19側
へ移動すると、斜板20の傾角が増大する。斜板20の
半径中心部がシリンダブロック11側へ移動すると、斜
板20の傾角が減少する。斜板20の最小傾角は、回転
軸18に取り付けられたサークリップ22と斜板20と
の当接によって規定される。斜板20の最大傾角は、回
転支持体19と斜板20との当接によって規定される。
図1(a)の斜板20の実線位置は斜板20の最小傾角
位置を示し、斜板20の鎖線位置は斜板20の最大傾角
位置を示す。制御圧室121内の圧力が高くなると、斜
板20の傾角が小さくなる。制御圧室121内の圧力が
低くなると、斜板20の傾角が大きくなる。斜板20の
傾角は、制御圧室121内の圧力を調整することによっ
て制御される。
【0016】図2(a)に示すように、シリンダブロッ
ク11には複数のシリンダボア111(本実施の形態で
は6つ)が貫設されている。複数のシリンダボア111
は回転軸18の周囲に等間隔に配列されている。図1
(a)に示すように、各シリンダボア111内にはピス
トン23が収容されている。斜板20の回転運動は、シ
ュー24を介してピストン23の前後往復運動に変換さ
れ、ピストン23がシリンダボア111内を前後動す
る。
【0017】区画板14、弁形成プレート16及びリテ
ーナ形成プレート17には吸入ポート26が各シリンダ
ボア111に対応して形成されている。区画板14には
流通ポートである吐出ポート27が各シリンダボア11
1に対応して形成されている。弁形成プレート15上に
は吸入弁151が形成されており、弁形成プレート16
上には開閉弁である吐出弁161が形成されている。吸
入弁151は、最大開度規定凹部25によって最大開度
を規定される。
【0018】リヤハウジング13内には吸入室131及
び吐出室132が区画形成されている。吸入室131内
の冷媒ガスは、ピストン23の復動動作〔図1(a)に
おいて右側から左側への移動〕により吸入ポート26か
ら吸入弁151を押し退けてシリンダボア111へ吸入
される。シリンダボア111内の冷媒ガスは、ピストン
23の往動動作〔図5(a)において左側から右側への
移動〕により吐出ポート27から吐出弁161を押し退
けて吐出室132へ吐出される。吐出弁161は、リテ
ーナ形成プレート17上のリテーナ171に当接して開
度規制される。吐出室132に吐出された冷媒は、圧縮
機外部の外部冷媒回路(図示略)を経由して吸入室13
1に還流する。
【0019】図1(b)に示すように、吐出ポート27
は、テーパ形状の第1の拡開部28と、テーパ形状の第
2の拡開部29とからなる。第2の拡開部29は第1の
拡開部28の下流側にあり、第2の拡開部29は第1の
拡開部28に連なっている。第1の拡開部28の断面積
は、吐出ポート27の軸線271と直交する平面〔図1
(b)にS1で一例を示す〕上における第1の拡開部2
8の断面形状円の面積である。第2の拡開部29の断面
積は、吐出ポート27の軸線271と直交する平面〔図
1(b)にS2で一例を示す〕上における第2の拡開部
29の断面形状円の面積である。軸線271は、平面S
1上における第1の拡開部28の断面形状の面積重心、
及び平面S2上における第2の拡開部29の断面形状の
面積重心の連なりとしている。従って、平面S1上にお
ける第1の拡開部28の円の中心は軸線271上にある
ことになり、平面S2上における第2の拡開部29の円
の中心は軸線271上にあることになる。
【0020】第1の拡開部28の断面積及び第2の拡開
部29の断面積は、吐出ポート27の上流側(シリンダ
ボア111側)から下流側(吐出室132側)に向かう
につれて増大する。吐出ポート27の軸線271に対す
る第2の拡開部29の壁面の傾きθ2は、吐出ポート2
7の軸線271に対する第1の拡開部28の壁面の傾き
θ1よりも大きくしてある。即ち、第2の拡開部29の
断面積の増大割合は、第1の拡開部28の断面積の増大
割合よりも大きくしてある。第2の拡開部29は第1の
拡開部28に連なっており、第1の拡開部28の最大の
断面積は、第2の拡開部29の最小の断面積である。
【0021】第1の実施の形態では以下の効果が得られ
る。 (1-1)吐出ポート27を開閉する吐出弁161を押し
退けて吐出ポート27を通過する冷媒ガスは、図1
(b)に矢印Rで示すように吐出弁161の先端側を斜
め側方へ向かって吐出室132に流出する。吐出ポート
27の出口側の開口縁272に近い範囲に沿って吐出ポ
ート27を出る冷媒ガスの流れが、吐出ポート27を出
る直前から吐出ポート27の軸線271に対して傾いた
流れとなっていれば、吐出ポート27から流出する冷媒
ガスの流れが矢印Rの方向へ円滑に移行する。このよう
な冷媒ガスの流れの円滑な移行は、吐出ポート27にお
ける冷媒ガスの円滑な流れに大きく影響する。従って、
開口縁272に近い範囲に沿って吐出ポート27を出る
冷媒ガスの流れは、吐出ポート27を出る直前から吐出
ポート27の軸線271に対して傾いた流れとなってい
るのがよい。
【0022】第2の拡開部29の傾きθ2は、開口縁2
72に近い範囲に沿って吐出ポート27を出る冷媒ガス
の流れを矢印Rの方向に円滑に移行させるためにはある
程度大きい方がよい。しかし、吐出ポート27の壁面の
傾きを最初から大きくしてしまうと、吐出ポート27の
壁面に沿った冷媒ガス流が吐出ポート27の壁面から剥
離し易くなる。吐出ポート27の壁面に沿った冷媒ガス
流が吐出ポート27の壁面から剥離する状態は、吐出ポ
ート27内の冷媒ガスの円滑な流れを阻害する。
【0023】第1の拡開部28の傾きθ1は、第2の拡
開部29の傾きθ2よりも小さくしてあり、第1の拡開
部28において冷媒ガスが拡散してゆく割合は、第2の
拡開部29において冷媒ガスが拡散してゆく割合よりも
小さい。このような第1の拡開部28は、冷媒ガスの流
れが吐出ポート27の壁面から剥離しないようにするこ
とに寄与する。従って、第2の拡開部29でのガスの拡
散割合を第1の拡開部28での冷媒ガスの拡散割合より
も大きくした構成、即ち第2の拡開部29の断面積の増
大割合を第1の拡開部28の断面積の増大割合よりも大
きくした構成は、冷媒ガスが吐出ポート27の壁面から
剥離しないように、かつ適度に拡散して吐出ポート27
を円滑に通過する上で有効である。
【0024】又、単一の傾きθ2を有する拡開部を形成
するのに比べて、デッドボリュームを低減させることが
でき、圧縮機の性能を一層向上させ得る。 (1-2)第1の拡開部28及び第2の拡開部29は、い
ずれもテーパ形状にしてある。テーパ形状は、高い形状
精度の拡開部28,29を容易に形成する上で有利であ
る。
【0025】(1-3)第2の拡開部29は第1の拡開部
28に連なっており、吐出ポート27内の冷媒ガスの拡
散は、冷媒ガスが第1の拡開部28から第2の拡開部2
9に移行する場合にも連続する。このような拡散の連続
性は、吐出ポート27内の冷媒ガスの流通の円滑化に寄
与する。
【0026】(1-4)吐出ポート27の全体は、第1の
拡開部28と第2の拡開部29とによって占められてい
る。従って、吐出ポート27内を流れる冷媒ガスは、上
流側から下流側へ移行する場合に常に拡散する。これ
は、吐出ポート27内の冷媒ガスの流通の円滑化に寄与
する。
【0027】第1の拡開部28及び第2の拡開部29の
長さは、冷媒ガス流が吐出ポート27の壁面から剥離し
ないように、かつ適度に拡散して吐出ポート27を円滑
に通過してゆくようにする上では、長いほどよい。しか
し、第1の拡開部28及び第2の拡開部29の長さを長
くしようとすると、区画板14の厚みを大きくする必要
があるが、これは、圧縮機の重量増をもたらす上に、圧
縮機の体格増をもたらす。従って、第1の拡開部28と
第2の拡開部29とによって吐出ポート27の全体を占
めるようにした構成は、区画板14の厚みを極力増さな
いようにする上で好適である。
【0028】次に、図3の第2の実施の形態を説明す
る。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付し
てある。吐出ポート27Aは、入口側に定径部273を
有している。定径部273の壁面は、軸線271に対し
て平行になっており、吐出ポート27Aの入口側の角部
の角度αは90°である。定径部273は、吐出ポート
27Aの壁面からの冷媒ガス流の剥離の防止に寄与す
る。
【0029】次に、図4の第3の実施の形態を説明す
る。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付し
てある。吐出ポート27Bは、入口側に縮径部274を
有している。縮径部274の断面積は、上流側から下流
側に向かうにつれて減少してゆく。吐出ポート27Bの
各角部の角度β1,β2,β3,β4はいずれも鈍角で
ある。このような鈍角形状は、吐出ポート27Bにおけ
るガス流通の抵抗減に有利である。
【0030】次に、図5(a),(b)の第4の実施の
形態を説明する。第1の実施の形態と同じ構成部には同
じ符号が付してある。吐出ポート27Cの第1の拡開部
28の軸線281は、第1の実施の形態における吐出ポ
ート27の軸線271と一致するが、第2の拡開部29
Cの軸線291は、軸線281に対して傾いている。第
2の拡開部29Cの断面積は、軸線281と直交する平
面S2上における第2の拡開部29Cの断面形状円の面
積であり、第2の拡開部29Cの円の中心は軸線291
上にある。軸線291は、吐出弁161の基端側から先
端側へ傾いている。
【0031】開弁状態では、吐出弁161は先端側ほど
区画板14から大きく離れ、冷媒ガスは吐出弁161の
先端側から流出し易い。従って、吐出弁161の先端側
に向かう冷媒ガスの量が多いほど、吐出ポートにおける
冷媒ガスの流通が円滑になる。第2の拡開部29Cの壁
面は、吐出弁161の先端側ほど軸線281に対して大
きく傾いている。従って、吐出弁161の先端側に向け
て第2の拡開部29Cを流れる冷媒ガス流の量が第1の
実施の形態の場合よりも多くなり、吐出ポート27Cに
おけるガスの流通の容易性が第1の実施の形態の場合よ
りも更に向上する。
【0032】次に、図6(a),(b),(c)の第5
の実施の形態を説明する。第1の実施の形態と同じ構成
部には同じ符号が付してある。吐出ポート27Dの第1
の拡開部28Dの平面S1上における断面形状、及び第
2の拡開部29Dの平面S2上における断面形状は、い
ずれも楕円である。この楕円の短軸は吐出弁161の長
手方向に沿っており、楕円の長軸は吐出弁161の長手
方向に対して直交している。従って、吐出弁161の左
右両側に向けて第2の拡開部29Dを流れる冷媒ガス流
の量が第1の実施に形態の場合よりも多くなる。吐出弁
161の先端側の延長にはリテーナ171の一部172
が衝立のように存在しており、衝立のように存在するリ
テーナ171の一部172は、吐出ポートを流出した冷
媒ガスの流れの妨げとなる。従って、吐出ポートを流出
する冷媒ガスは、吐出弁161の左右両側に向けてやる
のがよい。吐出弁161の左右両側に向けて第2の拡開
部29Dを流れる冷媒ガス流の量を第1の実施の形態の
場合よりも多くした構成は、吐出ポート27Dにおける
ガスの流通の容易性が第1の実施の形態の場合よりも更
に向上する。
【0033】次に、図7(a),(b)の第6の実施の
形態を説明する。第1の実施の形態と同じ構成部には同
じ符号が付してある。吐出ポート27Eの第1の拡開部
28Eの平面S1上における断面形状、及び第2の拡開
部29Eの平面S2上における断面形状は、いずれも円
である。軸線271を含む平面H上における第1の拡開
部28Eの壁面の形状線は、円弧282である。前記平
面H上における第2の拡開部29Eの壁面の形状線は、
円弧292である。円弧282の半径の長さr1は、円
弧292の半径の長さr2よりも長くしてある。円弧2
82の半径中心C1は、区画板14の一方の壁面上にあ
り、円弧292の半径中心C2は、円弧282の端の半
径線282r上にある。第2の拡開部29Eの断面積の
増大割合は、第1の拡開部28Eの断面積の増大割合よ
りも大きい。
【0034】第6の実施の形態では、第1の実施の形態
における(1-1)項、(1-3)項及び(1-4)項と同様
の効果が得られる。本発明では以下のような実施の形態
も可能である。 (1)第1の拡開部における断面形状と第2の拡開部に
おける断面形状とを異ならせること。例えば、第1の拡
開部における断面形状を円とし、第2の拡開部における
断面形状を楕円とすること。 (2)第6の実施の形態における円弧の代わりに他の曲
線を用いること。 (3)本発明を吸入ポートに適用すること。
【0035】前記した実施の形態から把握できる請求項
記載以外の発明を以下に記載する。 (1)請求項1乃至請求項3のいずれかにおいて、前記
流通ポートの入口側に縮径部を設けた圧縮機におけるガ
ス流通構造。 (2)請求項1乃至請求項4のいずれかにおいて、前記
第2の拡開部の最小断面積と前記第1の拡開部の最大断
面積とを等しくした圧縮機におけるガス流通構造。
【0036】
【発明の効果】以上詳述したように本発明では、流通ポ
ートを上流側から下流側に向かうにつれて増大する断面
積を有する第1の拡開部及び第2の拡開部を前記流通ポ
ートに設け、前記第1の拡開部を前記第2の拡開部の下
流側に配置し、前記第2の拡開部の断面積の増大割合を
前記第1の拡開部の断面積の増大割合よりも大きくした
ので、吸入ポートあるいは吐出ポートのような流通ポー
トにおけるガスの流通の円滑性を向上し得るという優れ
た効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示し、(a)は圧縮機全体
の側断面図。(b)は要部拡大側断面図。
【図2】(a)は図1(a)のA−A線断面図。(b)
は要部拡大正面図。
【図3】第2の実施の形態を示す要部拡大側断面図。
【図4】第3の実施の形態を示す要部拡大側断面図。
【図5】第4の実施の形態を示し、(a)は要部拡大正
面図。(b)は(a)のB−B線断面図。
【図6】第5の実施の形態を示し、(a)は要部拡大正
面図。(b)は(a)のC−C線断面図。(c)は
(a)のD−D線断面図。
【図7】第6の実施の形態を示し、(a)は要部拡大正
面図。(b)は(a)のE−E線断面図。
【符号の説明】
161…開閉弁である吐出弁。27,27A,27B,
27C,27D,27E…流通ポートである吐出ポー
ト。28,28D,28E…第1の拡開部。29,29
C,29D,29E…第2の拡開部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスを流通するための流通ポートを開閉弁
    で開閉する圧縮機において、 前記流通ポートを上流側から下流側に向かうにつれて増
    大する断面積を有する第1の拡開部及び第2の拡開部を
    前記流通ポートに設け、前記第1の拡開部を前記第2の
    拡開部の下流側に配置し、前記第2の拡開部の断面積の
    増大割合を前記第1の拡開部の断面積の増大割合よりも
    大きくした圧縮機におけるガス流通構造。
  2. 【請求項2】前記第1の拡開部及び前記第2の拡開部
    は、いずれもテーパ形状である請求項1に記載の圧縮機
    におけるガス流通構造。
  3. 【請求項3】前記第2の拡開部は、前記第1の拡開部に
    連なっている請求項1及び請求項2のいずれか1項に記
    載の圧縮機におけるガス流通構造。
  4. 【請求項4】前記流通ポートの全体は、前記第1の拡開
    部及び前記第2の拡開部によって占められている請求項
    1乃至請求項3のいずれか1項に記載の圧縮機における
    ガス流通構造。
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