JP2002115658A - ピストン式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シリンダと、第１のハウジングと第２のハウジ
ングとの間に介在されるシール材とを共に確実に挟み込
めるようにする。 【解決手段】フロントハウジング１１の端面３４１とリ
ヤハウジング１２の端面３５との間にはガスケット３６
が介在されている。シリンダ１９の端面１９２とフロン
トハウジング１１の端面３４１との間には皿ばね３７が
介在されている。端面３４１，３５１を接合するように
近づけた場合、先ず皿ばね３７がフロントハウジング１
１の端面３４１とシリンダ１９の端面１９２とによって
挟みこまれる。端面３４１，３５１同士を接合するよう
にさらに近づけると、ガスケット３６が端面３４１，３
５１間に挟みこまれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダに形成さ
れたシリンダボア内にピストンを収容し、回転軸の回転
に基づいて前記ピストンを往復動させ、前記ピストンの
往復動に基づいてガスを前記シリンダボアに吸入して前
記シリンダボアから吐出し、第１のハウジングと第２の
ハウジングとを接合して構成した全体ハウジング内に前
記シリンダを内蔵したピストン式圧縮機に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】第１のハウジングと第２のハウジングと
を接合して構成した全体ハウジング内にシリンダを内蔵
したピストン式圧縮機は、例えば特開平１０−３０６７
７３号公報に開示される。全体ハウジング内にシリンダ
を内蔵した構成は、第１のハウジングとシリンダとの接
合部及び第２のハウジングとシリンダとの接合部を圧縮
機の外部に露出しないための対策である。前記のような
接合部を圧縮機の外部に露出しないようにすることは、
圧縮機内部の冷媒の洩れの可能性を減らす上で有効であ
る。

【０００３】第１のハウジングと第２のハウジングとの
間の接合部にはシール材が介在される。第１のハウジン
グと第２のハウジングとによって挟みこまれたシール材
は、第１のハウジングと第２のハウジングとの間の接合
部からの冷媒洩れを防止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】全体ハウジング内に内
蔵されるシリンダがピストンの往復動方向にガタを生じ
ないようにするため、特開平１０−３０６７７３号公報
の装置では、シリンダと弁板とを共に第１のハウジング
と第２のハウジングとで挟み込む構成が採用されてい
る。従って、第１のハウジングと第２のハウジングと
は、シール材とシリンダとを挟み込まねばならない。し
かし、シール材とシリンダとを共に確実に挟み込むこと
は、部品の寸法誤差、組み付け誤差等のために難しい。
シール材を確実に挟み込めなかった場合には、第１のハ
ウジングと第２のハウジングとの接合部から冷媒が洩れ
る。シリンダを確実に挟み込めなかった場合には、シリ
ンダがガタつく。シリンダを全体ハウジングに対して圧
入すればシリンダのガタつきを防止できるが、圧入はシ
リンダの変形をもたらす。シリンダの変形は、シリンダ
に形成したシリンダボアの変形をもたらし、シリンダボ
ア内の冷媒がシリンダボアに収容されたピストンの周面
に沿って漏洩し易くなる。

【０００５】本発明は、第１のハウジングと第２のハウ
ジングとによって構成される全体ハウジングに内蔵され
たシリンダと、第１のハウジングと第２のハウジングと
の間に介在されるシール材とを共に第１のハウジングと
第２のハウジングとで確実に挟み込めるようにすること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、シ
リンダに形成されたシリンダボア内にピストンを収容
し、回転軸の回転に基づいて前記ピストンを往復動さ
せ、前記ピストンの往復動に基づいてガスを前記シリン
ダボアに吸入して前記シリンダボアから吐出し、第１の
ハウジングと第２のハウジングとを接合して構成した全
体ハウジング内に前記シリンダを内蔵したピストン式圧
縮機を対象とし、請求項１の発明では、前記第１のハウ
ジングと第２のハウジングとの間に介在されて前記第１
のハウジングと第２のハウジングとで挟みこまれるシー
ル材と、前記第１のハウジングと第２のハウジングとの
少なくとも一方と、前記シリンダとの間に介在された間
隙吸収体とを備えた圧縮機を構成し、前記第１のハウジ
ングと第２のハウジングとで前記シール材を挟み込んだ
状態では、前記第１のハウジングと第２のハウジングと
により、前記間隙吸収体を変形させて前記シリンダと前
記間隙吸収体とを共に挟み込むようにした。

【０００７】第１のハウジングと第２のハウジングとを
接合するように近づけた場合、先ず間隙吸収体及びシリ
ンダが第１のハウジングと第２のハウジングとによって
挟みこまれる。第１のハウジングと第２のハウジングと
を接合するようにさらに近づけると、間隙吸収体が縮小
変形し、間隙吸収体が縮小してゆく間にシール材が第１
のハウジングと第２のハウジングとによって挟みこまれ
る。従って、シール材とシリンダとが第１のハウジング
と第２のハウジングとによって確実に挟みこまれる。

【０００８】請求項２の発明では、請求項１において、
前記間隙吸収体は、弾性体とした。第１のハウジングと
第２のハウジングとを接合するように近づけた場合、第
１のハウジングと第２のハウジングとによって挟み込ま
れた弾性体は、弾性変形しながら縮小する。

【０００９】請求項３の発明では、請求項１において、
前記間隙吸収体は軟質金属製とした。軟質金属製の間隙
吸収体は、変形させ易い。

【００１０】請求項４の発明では、請求項１において、
前記間隙吸収体は、前記第１のハウジングと第２のハウ
ジングとの少なくとも一方に一体形成された変形可能な
突起とした。

【００１１】第１のハウジングと第２のハウジングとを
接合するように近づけた場合、突起は変形しながら縮小
する。請求項５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、前記間隙吸収体は、前記回転軸の
回転軸線を包囲する前記接合部の環状形状に合わせた間
隙吸収リングとした。

【００１２】接合部の環状形状に合わせた間隙吸収リン
グは、接合部の全周にわたって、シール材と第１のハウ
ジングとの均一な圧接、及びシール材と第２のハウジン
グとの均一な圧接をもたらす上で間隙吸収体として好適
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、可変容量型圧縮機に本発明
を具体化した第１の実施の形態を図１〜図４に基づいて
説明する。本実施の形態では、冷媒として二酸化炭素が
用いられている。

【００１４】図１に示すように、フロントハウジング１
１の周壁３４の端面３４１とリヤハウジング１２の周壁
３５の端面３５１とがガスケット３６を介して接合され
ている。第１のハウジングであるフロントハウジング１
１と、第２のハウジングであるリヤハウジング１２と
は、ボルト４３の締め付けによって互いに固定されて全
体ハウジング１０を構成している。ガスケット３６は、
リング状の基板３６１と、基板３６１の両面に焼き付け
られたゴム製の弾性層３６２，３６３とからなる。弾性
層３６２は、フロントハウジング１１の端面３４１に接
合し、弾性層３６３は、リヤハウジング１２の端面３５
１に接合している。

【００１５】リヤハウジング１２にはバルブプレート２
０、弁形成プレート２１，２２及びリテーナ形成プレー
ト２３が嵌入されており、バルブプレート２０とリヤハ
ウジング１２の端壁３２との間には吸入室１２１及び吐
出室１２２が区画形成されている。吸入室１２１と吐出
室１２２とは隔壁３３によって隔てられている。隔壁３
３の先端面３３１は、リテーナ形成プレート２３に当接
しており、リテーナ形成プレート２３の外周縁は、リヤ
ハウジング１２の周壁３５の内周に形成された段差３５
２に接合している。

【００１６】リヤハウジング１２にはシリンダ１９が弁
形成プレート２１に接合するように嵌入されている。制
御圧室１１１を形成するフロントハウジング１１とシリ
ンダ１９とには回転軸１３が回転可能に支持されてい
る。フロントハウジング１１の軸孔１１４を通って圧縮
機外部に突出する回転軸１３は、外部駆動源（例えば車
両エンジン）から回転駆動力を得る。軸孔１１４に設け
られた軸シール部材４１は、制御圧室１１１から圧縮機
外部への回転軸１３の周面に沿った冷媒洩れを防止す
る。

【００１７】回転軸１３には回転支持体１４が止着され
ていると共に、斜板１５が回転軸１３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。図２に示すよう
に、斜板１５には一対のガイドピン１６が止着されてい
る。斜板１５に止着されたガイドピン１６は、回転支持
体１４に形成されたガイド孔１４１にスライド可能に嵌
入されている。斜板１５は、ガイド孔１４１とガイドピ
ン１６との連係により回転軸１３の軸方向へ傾動可能か
つ回転軸１３と一体的に回転可能である。斜板１５の傾
動は、ガイド孔１４１とガイドピン１６とのスライドガ
イド関係、及び回転軸１３のスライド支持作用により案
内される。

【００１８】図１に示すように、シリンダ１９において
回転軸１３の周りには複数のシリンダボア１９１（図１
では１つのみ示すが、図３及び図４に示すように本実施
の形態では５つ）が配列されている。各シリンダボア１
９１にはピストン１７が収容されている。回転軸１３と
一体的に回転する斜板１５の回転運動は、シュー１８を
介してピストン１７の前後往復運動に変換され、ピスト
ン１７がシリンダボア１９１内を前後動する。

【００１９】吸入圧領域となる吸入室１２１内の冷媒
は、ピストン１７の復動動作（図１において右側から左
側への移動）によりバルブプレート２０上の吸入ポート
２０１から弁形成プレート２１上の吸入弁２１１を押し
退けてシリンダボア１９１内へ流入する。シリンダボア
１９１内へ流入した冷媒は、ピストン１７の往動動作
（図１において左側から右側への移動）によりバルブプ
レート２０上の吐出ポート２０２から弁形成プレート２
２上の吐出弁２２１を押し退けて吐出圧領域となる吐出
室１２２へ吐出される。吐出弁２２１はリテーナ形成プ
レート２３上のリテーナ２３１に当接して開度規制され
る。

【００２０】吐出室１２２と制御圧室１１１とを接続す
る圧力供給通路３０は、吐出室１２２内の冷媒を制御圧
室１１１へ送る。制御圧室１１１内の冷媒は、制御圧室
１１１と吸入室１２１とを接続する放圧通路３１を介し
て吸入室１２１へ流出する。圧力供給通路３０上には電
磁式の容量制御弁２５が介在されている。容量制御弁２
５はコントローラ（図示略）の励消磁制御を受け、前記
コントローラは車両の室内の温度を検出する室温検出器
（図示略）によって得られる検出室温及び室温設定器
（図示略）によって設定された目標室温に基づいて容量
制御弁２５の励消磁を制御する。容量制御弁２５は、通
電停止状態では弁開状態にあり、通電状態では弁閉状態
にある。即ち、容量制御弁２５が消磁しているときには
吐出室１２２の冷媒が制御圧室１１１へ送られ、容量制
御弁２５が励磁しているときには吐出室１２２の冷媒が
制御圧室１１１へ送られることはない。容量制御弁２５
は、吐出室１２２から制御圧室１１１への冷媒供給を制
御する。

【００２１】斜板１５の傾角は、制御圧室１１１内の圧
力制御に基づいて変えられる。制御圧室１１１内の圧力
が増大すると斜板１５の傾角が減少し、制御圧室１１１
内の圧力が減少すると斜板１５の傾角が増大する。吐出
室１２２から制御圧室１１１へ冷媒が供給されると制御
圧室１１１内の圧力が増大し、吐出室１２２から制御圧
室１１１への冷媒供給が停止されると制御圧室１１１内
の圧力が減少する。即ち、斜板１５の傾角は、容量制御
弁２５によって制御される。

【００２２】斜板１５の最大傾角は、斜板１５と回転支
持体１４との当接によって規定される。斜板１５の最小
傾角は、回転軸１３上のサークリップ２４と斜板１５と
の当接によって規定される。

【００２３】吐出室１２２と吸入室１２１とは、外部冷
媒回路２６を介して接続している。吐出室１２２から外
部冷媒回路２６へ流出した冷媒は、凝縮器２７、膨張弁
２８及び蒸発器２９を経由して吸入室１２１へ還流す
る。

【００２４】制御圧室１１１側のシリンダ１９の端面１
９２は、リヤハウジング１２の周壁３５の端面３５１よ
りもリヤハウジング１２の内側にある。フロントハウジ
ング１１の周壁３４の厚みは、リヤハウジング１２の周
壁３５の厚みよりも大きくしてあり、フロントハウジン
グ１１の周壁３４の内周径は、リヤハウジング１２の周
壁３５の内周径よりも小さくしてある。従って、周壁３
４，３５の内周側では、シリンダ１９の端面１９２と、
フロントハウジング１１の周壁３４の端面３４１との間
に段差３４２が生じている。シリンダ１９の端面１９２
と段差３４２との間には皿ばね３７が介在されている。

【００２５】バルブプレート２０、弁形成プレート２
１，２２及びリテーナ形成プレート２３の各厚みと、シ
リンダ１９の長さとの和Ｌ１は、リヤハウジング１２の
周壁３５における段差３５２と端面３５１との距離Ｌ２
よりも小さい。フロントハウジング１１の端面３４１と
リヤハウジング１２の端面３５１との間にガスケット３
６を挟み込んだときのガスケット３６の厚みをαとす
る。フロントハウジング１１の端面３４１とリヤハウジ
ング１２の端面３５１との間にガスケット３６を挟み込
んだときの端面１９２と段差３４２との間の間隔Ｄは、
（Ｌ２−Ｌ１）＋αとなる。皿ばね３７の自然状態（図
１に鎖線で示す）における厚みβは、間隔Ｄよりも大き
くしてある。

【００２６】第１の実施の形態では以下の効果が得られ
る。 （１-1）フロントハウジング１１の周壁３４の端面３４
１と、リヤハウジング１２の周壁３５の端面３５１とを
接合するように近づけた場合、先ず皿ばね３７がフロン
トハウジング１１の端面３４１とシリンダ１９の端面１
９２とによって挟みこまれる。端面３４１，３５１同士
を接合するようにさらに近づけると、皿ばね３７が厚み
を縮小するように弾性変形し、皿ばね３７が縮小してゆ
く間にガスケット３６が端面３４１，３５１間に挟みこ
まれる。従って、シール材であるガスケット３６とシリ
ンダ１９とは、フロントハウジング１１とリヤハウジン
グ１２とによって確実に挟みこまれる。

【００２７】（１-2）皿ばね３７の弾性変形による反力
は、シリンダ１９をフロントハウジング１１とリヤハウ
ジング１２との間でガタつかないようにする。 （１-3）ガスケット３６とフロントハウジング１１との
圧接、あるいはガスケット３６とリヤハウジング１２と
の圧接が周方向においてどこか１箇所でも圧接不足とな
っているとすると、この箇所からの冷媒洩れが生じ易
い。フロントハウジング１１側の端面３４１及びリヤハ
ウジング１２側の端面３５１は、回転軸１３の回転軸線
１３１（図１に図示）を包囲する環状の接合部である。
接合部である端面３４１，３５１の環状形状に合わせた
皿ばね３７は、端面３４１，３５１の全周にわたって、
ガスケット３６とフロントハウジング１１との均一な圧
接、及びガスケット３６とリヤハウジング１２との均一
な圧接をもたらす。このような均一な圧接は、フロント
ハウジング１１とリヤハウジング１２との接合部からの
冷媒洩れを防止する上で重要である。

【００２８】（１-4）二酸化炭素の冷媒は、フロン系の
冷媒よりも高圧の状態で使用される。冷媒の圧力が高い
ほど、フロントハウジング１１とリヤハウジング１２と
の接合部から冷媒が洩れ易くなる。そのため、二酸化炭
素を冷媒として用いる圧縮機では、ガスケット３６とフ
ロントハウジング１１との確実な圧接、及びガスケット
３６とリヤハウジング１２との確実な圧接が極めて重要
である。従って、本発明は、二酸化炭素を冷媒として用
いるピストン式圧縮機への適用に特に有効である。

【００２９】次に、図５及び図６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。この実施の形態では、吸入室１１２及び
吐出室１１３がフロントハウジング１１Ａ側に設けられ
ており、バルブプレート２０、弁形成プレート２１，２
２、リテーナ形成プレート２３及びシリンダ１９Ａがフ
ロントハウジング１１Ａに嵌入されている。フロントハ
ウジング１１Ａの周壁３４Ａの内周側に設けられた段差
３４２は、フロントハウジング１１Ａに対するシリンダ
１９Ａの位置を確定する。

【００３０】制御圧室１２３はリヤハウジング１２Ａ側
に設けられており、回転軸１３はシリンダ１９Ａとリヤ
ハウジング１２Ａとに回転可能に支持されている。回転
軸１３は、制御圧室１２３及び吸入室１１２を通ってお
り、回転軸１３を貫通させるシリンダ１９Ａにおける軸
孔１９４には軸シール部材３９が設けられている。軸シ
ール部材３９は、制御圧室１２３と吸入室１１２との間
の回転軸１３の周面に沿った冷媒洩れを防止する。３０
Ａは、吐出室１１３と制御圧室１２３とを繋ぐ圧力供給
通路、３１Ａは、制御圧室１２３と吸入室１１２とを連
通する放圧通路である。

【００３１】シリンダ１９Ａの端面１９３と、リヤハウ
ジング１２Ａの周壁３５Ａの端面３５１側の段差３５３
との間には図６に示すウェーブワッシャ３８が介在され
ている。ウェーブワッシャ３８は、第１の実施の形態に
おける皿ばね３７と同じ役割を果たし、シリンダ１９Ａ
及びウェーブワッシャ３８は、ガスケット３６と共にフ
ロントハウジング１１Ａとリヤハウジング１２Ａとの間
に確実に挟みこまれる。

【００３２】次に、図７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。シリンダ１９の端面１９５の周縁には環状の溝
１９６が形成されており、溝１９６の底面と弁形成プレ
ート２１との間には樹脂製の間隙吸収リング４２が介在
されている。シリンダ１９の端面１９５は、弁形成プレ
ート２１に当接している。自然状態における間隙吸収リ
ング４２の厚みは、溝１９６の深さよりも大きくしてあ
り、図７の状態では、間隙吸収リング４２は回転軸１３
の軸方向に弾性変形して圧縮されている。間隙吸収リン
グ４２は、第１の実施の形態における皿ばね３７、及び
第２の実施の形態におけるウェーブワッシャ３８と同じ
役割を果たす。

【００３３】次に、図８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。アルミニウム製のフロントハウジング１１の周
壁３４の端面３４１には環状の突条３４３が形成されて
おり、アルミニウム製のシリンダ１９の端面１９２には
突条３４３と同形同大の突条１９７が形成されている。
フロントハウジング１１とリヤハウジング１２とを組み
付ける前の突条３４３，１９７の高さの和は、組み付け
後のシリンダ１９の端面１９２とリヤハウジング１２の
端面３５１との間隔よりも大きくしてある。

【００３４】端面３４１，３５１間にガスケット３６を
挟み込んだ状態では、突条３４３，１９７は、互いに変
形して圧接されている。フロントハウジング１１及びシ
リンダ１９の軽量化に有利なアルミニウムは、軟質性の
金属であり、軟質金属製の突条３４３，１９７は変形さ
せ易い。

【００３５】間隙吸収体となる突条３４３，１９７は、
第１の実施の形態における皿ばね３７、第２の実施の形
態におけるウェーブワッシャ３８と同じ役割を果たし、
シリンダ１９は、ガスケット３６と共にフロントハウジ
ング１１とリヤハウジング１２との間に確実に挟みこま
れる。

【００３６】本発明では以下のような実施の形態も可能
である。 （１）間隙吸収体として、アルミニウム、銅等の軟質の
金属製のリングを用いること。 （２）ゴムのみからなるシールリングをシール材として
用いること。 （３）第４の実施の形態において、突条３４３，１９７
のいずれか一方を省略すること。 （４）第４の実施の形態において、環状の突条３４３，
１９７の代わりに、複数の突起を周方向に配列するこ
と。 （５）固定容量型のピストン式圧縮機に本発明を適用す
ること。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、第１の
ハウジングと第２のハウジングとによってシール材を挟
み込んだ状態では、第１のハウジングと第２のハウジン
グとにより、間隙吸収体を変形させてシリンダと間隙吸
収体とを共に挟み込むようにしたので、第１のハウジン
グと第２のハウジングとによって構成される全体ハウジ
ングに内蔵されたシリンダと、第１のハウジングと第２
のハウジングとの間に介在されるシール材とを共に第１
のハウジングと第２のハウジングとで確実に挟み込み得
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、要部拡大側断面図を
組み込んだ圧縮機全体の側断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。

【図４】分解斜視図。

【図５】第２の実施の形態を示し、要部拡大側断面図を
組み込んだ圧縮機全体の側断面図。

【図６】分解斜視図。

【図７】第３の実施の形態を示し、要部拡大側断面図を
組み込んだ要部側断面図。

【図８】第４の実施の形態を示し、要部拡大側断面図を
組み込んだ要部側断面図。

【符号の説明】

１０…全体ハウジング。３４１…フロントハウジング１
１側の接合部となる端面。３５１…リヤハウジング１２
側の接合部となる端面。１９７，３４３…間隙吸収体で
ある突条。３６…シール材であるガスケット。３７…間
隙吸収体である皿ばね。３８…間隙吸収体であるウェー
ブワッシャ。４２…間隙吸収体である間隙吸収リング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村瀬 正和 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 種田 剛夫 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 AB07 AC03 BC00 CD01 3H076 AA06 BB10 CC46

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダに形成されたシリンダボア内にピ
   ストンを収容し、回転軸の回転に基づいて前記ピストン
   を往復動させ、前記ピストンの往復動に基づいてガスを
   前記シリンダボアに吸入して前記シリンダボアから吐出
   し、第１のハウジングと第２のハウジングとを接合して
   構成した全体ハウジング内に前記シリンダを内蔵したピ
   ストン式圧縮機において、 前記第１のハウジングと第２のハウジングとの接合部の
   間に介在されて前記第１のハウジングと第２のハウジン
   グとによって挟みこまれるシール材と、 前記第１のハウジングと第２のハウジングとの少なくと
   も一方と、前記シリンダとの間に介在された間隙吸収体
   とを備え、 前記第１のハウジングと第２のハウジングとによって前
   記シール材を挟み込んだ状態では、前記第１のハウジン
   グと第２のハウジングとにより、前記間隙吸収体を変形
   させて前記シリンダと前記間隙吸収体とを共に挟み込む
   ようにしたピストン式圧縮機。
2. 【請求項２】前記間隙吸収体は、弾性体である請求項１
   に記載のピストン式圧縮機。
3. 【請求項３】前記間隙吸収体は軟質金属製である請求項
   １に記載のピストン式圧縮機。
4. 【請求項４】前記間隙吸収体は、前記第１のハウジング
   と第２のハウジングとの少なくとも一方に一体形成され
   た変形可能な突起である請求項１に記載のピストン式圧
   縮機。
5. 【請求項５】前記間隙吸収体は、前記回転軸の回転軸線
   を包囲する前記接合部の環状形状に合わせた間隙吸収リ
   ングである請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載
   のピストン式圧縮機。