JP2005155592A - ピストン式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリンダブロックにおいて導通路を大きく貫通形成することなく、吸入行程初期におけるガスの吸入抵抗を低減することが可能なピストン式圧縮機を提供すること。
【解決手段】 圧縮機１０の吸入弁機構５５にはロータリバルブ３５が用いられており、該ロータリバルブ３５と圧縮室２６とは、シリンダブロック１１に貫通形成された導通路１８を介して接続されている。ロータリバルブ３５は、駆動軸１６の回転に同期して回転することで、導通路１８のロータリバルブ側開口部１８ｂを開閉する。導通路１８の圧縮室２６側の端部は、シリンダボア２３の内周面２３ａで開口されている（圧縮室側開口部１８ａ）。シリンダボア２３の内周面２３ａには、吸入補助凹部６１が形成されている。吸入補助凹部６１は、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａに対して、弁・ポート形成体１３側の端部でシリンダボア２３の周方向へ連接されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ピストンの往復動によってガスの圧縮を行うピストン式圧縮機に関する。

例えば、車両空調装置の冷媒圧縮機として用いられるピストン式圧縮機においては、リード弁よりなる吸入弁が一般的に用いられている。そして、ピストンが上死点位置側から下死点位置側へ移動する吸入行程において、圧縮室の内圧が吸入圧領域側の圧力よりも小さくなると、吸入圧領域の冷媒ガスが吸入弁を押し退けて圧縮室へと流入する。ところが、リード弁等の差圧弁よりなる吸入弁は、自励振動に起因した異音を発生し易い。

そこで、例えば図９に示すように、自励振動が生じることのないロータリバルブ８８を吸入弁として用いたピストン式圧縮機が従来から存在する（例えば特許文献１参照）。
即ち、前記ピストン式圧縮機のハウジング内においてシリンダブロック８１には、駆動軸８２の周囲に複数（図面には一つのみ示す）のシリンダボア８３が配列されている。各シリンダボア８３には、それぞれピストン８４が往復動可能に挿入されている。シリンダボア８３内には、ピストン８４と、シリンダブロック８１に接合された弁・ポート形成体８５とで圧縮室８６が区画形成されている。なお、図示しないが、弁・ポート形成体８５には、各圧縮室８６に対応して吐出ポート及び吐出弁等がそれぞれ形成されている。

前記シリンダブロック８１の中心部には収容孔８７が形成されており、該収容孔８７内には駆動軸８２の端部に連結された円筒状のロータリバルブ８８が摺動可能に収容されている。ロータリバルブ８８内の空間は導入室８９をなしており、該導入室８９には外部冷媒回路の蒸発器側から低圧の冷媒ガスが導入される。

前記ロータリバルブ８８には、導入室８９に常時連通しかつロータリバルブ８８の外周面８８ａに圧縮室側開口部９０ａを有する吸入案内孔９０が形成されている。シリンダブロック８１には、各圧縮室８６とロータリバルブ８８とを接続する導通路９１が貫通形成されている。該導通路９１において圧縮室８６側の端部はシリンダボア８３の内周面８３ａで開口されているとともに（圧縮室側開口部９１ａ）、ロータリバルブ８８側の端部は収容孔８７の内周面８７ａで開口されている（ロータリバルブ側開口部９１ｂ）。

そして、前記ロータリバルブ８８が駆動軸８２と同期回転することで、吸入案内孔９０の圧縮室側開口部９０ａが、吸入行程にある圧縮室８６に対応する導通路９１のロータリバルブ側開口部９１ｂへと順次連通されて、導入室８９から圧縮室８６への吸入案内孔９０及び導通路９１を介した冷媒ガスの流入（吸入）が許容される。
特開平６−１１７３６６号公報

ところが、前記ピストン式圧縮機は、図９においてピストン８４を二点鎖線で示すように、吸入行程の初期つまりピストン８４が上死点位置近傍にある時には、導通路９１の圧縮室側開口部９１ａがピストン８４の外周面８４ａによって殆ど塞がれた状態となり、該導通路９１と圧縮室８６との間における冷媒ガスの通過断面積が狭くなっている。従って、この通過断面積が狭くなる部分が絞りとなって、導入室８９から圧縮室８６への冷媒ガスの流通抵抗（吸入抵抗）が大きくなり、導入室８９から圧縮室８６への冷媒ガスの吸入効率が低下する問題つまりはピストン式圧縮機の体積効率が低下する問題があった。

図９のピストン式圧縮機は、斜板タイプの容量可変型である。斜板タイプのピストン式圧縮機は、斜板収容室たるクランク室９２の内圧を調節することで、該クランク室９２の内圧と圧縮室８６の内圧とのピストン８４を介した差が変更され、斜板９３の傾斜角度が変更される結果、ピストン８４のストローク即ち吐出容量が調節されるように構成されている。従って、最小吐出容量状態にあるピストン式圧縮機は、例えば最大吐出容量状態にある時と比較してピストン８４のストロークが遙かに小さくなり、該ピストン８４の下死点位置が上死点位置に対して至極接近する。

従って、前述した、吸入行程の初期における吸入効率の低下の問題は、例えばピストン式圧縮機が最小吐出容量状態の時においては、圧縮室８６に対して冷媒ガスが殆ど吸入されないこと、つまりは圧縮室８６での圧縮に供される冷媒ガスの量が少なくなって、該圧縮室８６の内圧が、冷媒ガスの圧縮によっても殆ど上昇しないことつながる。よって、ピストン式圧縮機が吐出容量を最小から増大しようとしても、ピストン８４を介して斜板９３に作用する傾斜角度増大方向への圧縮反力が不足して、吐出容量の増大が遅れる問題があった。これは空調フィーリングの悪化につながる。

このような問題を解決するために、例えば、前記導通路９１をシリンダブロック８１に大きく貫通形成することで、該導通路９１の圧縮室側開口部９１ａをシリンダボア８３の周方向へと大きくし、吸入行程初期における導通路９１と圧縮室８６との間の通過断面積を広くすればよい。しかし、各気筒毎に備えられる導通路９１（貫通孔）をそれぞれ大きくすることは、シリンダブロック８１の強度低下に直結してしまう。

ここで、図１０は、前記ロータリバルブ８８の回転運動を直線状に展開するとともに、吸入案内孔９０の軸線周りでの旋回を左方への移動に置換した状態を示している。該図に示すように、ロータリバルブ８８の外周面８８ａには、吐出終了後の高圧側の圧縮室８６への導通路９１（９１Ａ）と、低圧側の圧縮室８６への導通路（９１Ｂ）とを連通する残留ガスバイパス溝９４が形成されている。

従って、吐出終了後の前記圧縮室８６において吐出しきれずに残った冷媒ガス（残留ガス）は、導通路９１Ａ及び残留ガスバイパス溝９４並びに導通路９１Ｂを介して、低圧側の圧縮室８６へとバイパス（回収）される。よって、吸入行程中における圧縮室８６の残留ガスの再膨張が少なくなり、該圧縮室８６内へ導入室８９の冷媒ガスを確実に吸入でき、ピストン式圧縮機の体積効率を向上させることができる。

しかし、前記ロータリバルブ８８に残留ガスバイパス溝９４を形成した場合には、該残留ガスバイパス溝９４において導通路９１Ａに対応する高圧側溝９４ａと、吸入案内孔９０の圧縮室側開口部９０ａとの間における、導通路９１のロータリバルブ側開口部９１ｂを介したガスパスを防止する配慮が必要となる。つまり、ロータリバルブ８８の外周面８８ａにおいて、残留ガスバイパス溝９４の高圧側溝９４ａと吸入案内孔９０の圧縮室側開口部９０ａとの間のシール領域には、導通路９１のロータリバルブ側開口部９１ｂを閉塞可能な面積（特にロータリバルブ８８の周方向の大きさ）が必要となる。

従って、前述したように、シリンダブロック８１に導通路９１を大きく貫通形成すること、つまりロータリバルブ側開口部９１ｂをロータリバルブ８８の周方向へ大きくすることは、前述したシール領域の確保を困難とすることにつながる。よって、現時点において、残留ガスバイパス溝９４を備えることと、吸入行程初期における吸入抵抗を効果的に低減し得る程に、シリンダブロック８１において導通路９１を大きく貫通形成することとの両立は困難である。

本発明の目的は、シリンダブロックにおいて導通路を大きく貫通形成することなく、吸入行程初期におけるガスの吸入抵抗を低減することが可能なピストン式圧縮機を提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１の発明のピストン式圧縮機は、シリンダボアの内周面に、導通路の圧縮室側開口部に対して弁・ポート形成体側の端部でシリンダボアの周方向へ連接するように、吸入補助凹部が形成されている。つまり、導通路の圧縮室側開口部において弁・ポート形成体側の端部は、吸入補助凹部によってシリンダボアの周方向に広げられている。従って、吸入行程の初期においても、導通路と圧縮室との間におけるガスの通過断面積を広くすることができ、ガスの吸入抵抗を低減することができる。また、この効果を得るにあたって、シリンダボアの内周面に凹部（吸入補助凹部）を形成すればよいため、シリンダブロックにおいてシリンダボアと収容孔との間に導通路を大きく貫通形成する必要がなく、該シリンダブロックの強度低下を防止することができる。

請求項２の発明は請求項１において、前記吸入補助凹部の好適な態様について言及するものである。即ち、吸入補助凹部は、導通路の圧縮室側開口部を弁・ポート形成体に近いほどシリンダボアの周方向へ広くするように形成されている。

つまり、吸入行程初期における吸入抵抗を低減する観点においては、圧縮室側開口部において弁・ポート形成体側近傍のみをシリンダボアの周方向へ広くすればよく、該圧縮室側開口部において弁・ポート形成体から離れた部位については広くする必要がそれ程ない。また、例えば、吸入補助凹部が、弁・ポート形成体から離れた位置においても圧縮室側開口部をシリンダボアの周方向へ広くする構成では、該吸入補助凹部の容積が大きくなることに伴う圧縮室のデッドボリュームの増大ひいてはピストン式圧縮機の体積効率の低下を招いてしまうのである。

請求項３の発明は請求項１又は２において、前記吸入補助凹部は、導通路の圧縮室側開口部に対してシリンダボアの周方向前後にそれぞれ形成されている。従って、シリンダボアの内周面に対する吸入補助凹部の加工を容易とすることができる。

即ち、例えば、前記吸入補助凹部を、導通路の圧縮室側開口部に対してシリンダボアの周方向前後の一方側にのみ形成した場合、この一箇所の吸入補助凹部が、導通路との間におけるガスの通過断面積を確保するために深いものとなり、その加工が面倒となるのである。しかし、吸入補助凹部を、圧縮室側開口部に対してシリンダボアの周方向前後にそれぞれ形成した本発明によれば、導通路との間で必要とされるガスの通過断面積を各吸入補助凹部で分担すればよい。従って、各吸入補助凹部を浅くできてその加工が容易となる。

上記目的を達成するために請求項４の発明のピストン式圧縮機は、ピストンにおいて弁・ポート形成体側の端部には、該端部の外周面において導通路の圧縮室側開口部に臨む領域を該圧縮室側開口部から離間させる吸入補助部が形成されている。つまり、ピストンの外周面は、吸入補助部の形成によって、弁・ポート形成体側の領域の一部が圧縮室側開口部つまりはシリンダボアの内周面から逃されており、吸入行程の初期において該ピストンの外周面が圧縮室側開口部を大きく塞ぐことはない。

従って、前記導通路から圧縮室へのガスの吸入抵抗を低減することができる。また、この効果を得るにあたって、ピストンに吸入補助部を形成すればよいため、シリンダブロックにおいてシリンダボアと収容孔との間に導通路を大きく貫通形成する必要がなく、該シリンダブロックの強度低下を防止することができる。

上記目的を達成するために請求項５の発明のピストン式圧縮機は、弁・ポート形成体において圧縮室に臨む位置に、導通路の圧縮室側開口部に連接して吸入補助凹部が形成されている。従って、吸入行程の初期において、導通路の圧縮室側開口部がピストンの外周面によって殆ど塞がれた状態でも、導通路から圧縮室へのガスの導入は吸入補助凹部を介して行われる。よって、吸入行程の初期においても導通路と圧縮室との間におけるガスの通過断面積を広くすることができ、ガスの吸入抵抗を低減することができる。また、この効果を得るにあたって、弁・ポート形成体に吸入補助凹部を形成すればよいため、シリンダブロックにおいてシリンダボアと収容孔との間に導通路を大きく貫通形成する必要がなく、該シリンダブロックの強度低下を防止することができる。

請求項６の発明は請求項５において、前記吐出ポートにおける圧縮室側の開口端部が、吸入補助凹部を兼ねている。従って、吸入補助凹部を専用に設ける場合と比較して、構成の簡素化を図り得る。また、前記吐出ポートにおいては、吐出行程にてガスの流れを生じさせるため、吐出ポートの一部を利用した吸入補助凹部における異物の蓄積を防止することができる。

請求項７の発明は請求項１〜６のいずれか一項において、ハウジング内にはクランク室が区画形成され、該クランク室において駆動軸にはカムプレートが一体回転可能でかつ傾動可能に連結されている。カムプレートにはピストンが連結されており、駆動軸の回転運動がカムプレートを介してピストンの往復運動に変換される。また、クランク室の内圧を調節することで、クランク室の内圧と圧縮室の内圧とのピストンを介した差が変更され、カムプレートの傾斜角度が変更される結果、ピストン式圧縮機の吐出容量が調節される。

前記「発明が解決しようとする課題」でも述べたように、容量可変型のピストン式圧縮機において吸入行程初期における吸入抵抗の増大は、該ピストン式圧縮機の最小吐出容量状態からの復帰（吐出容量の増大）が遅れる要因となる。従って、このような態様において請求項１〜５のいずれか一項の発明を適用して、吸入行程初期における吸入抵抗を低減できることは、最小吐出容量状態からの復帰を速やかに行い得る点でも有効であると言える。

請求項８の発明は請求項１〜７のいずれか一項において、前記ロータリバルブには、吐出終了後の高圧側の圧縮室への導通路と低圧側の圧縮室への導通路とを連通する残留ガスバイパス通路が形成されている。つまり、請求項１〜７のいずれか一項の発明によれば、シリンダブロックにおいて導通路を大きく貫通形成する必要がない。従って、吸入行程初期における吸入抵抗を低減するための構成（吸入補助凹部又は吸入補助部）を備えつつ、残留ガスバイパス溝を採用することができる。

以上のように請求項１〜８の発明によれば、シリンダブロックにおいて導通路を大きく貫通形成することなく、吸入行程初期におけるガスの吸入抵抗を低減することが可能となる。従って、シリンダブロックの強度確保と吸入効率の向上とを両立することができる。

以下、本発明のピストン式圧縮機を、車両空調装置に用いられる冷媒圧縮用の容量可変型斜板式圧縮機に具体化した第１〜第４実施形態について説明する。なお、第２〜第４実施形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。

○第１実施形態
以下、請求項１の発明を具体化した一例たる第１実施形態について詳述する。
まず、容量可変型斜板式圧縮機（以下圧縮機とする）１０について説明する。

図１においては前記圧縮機１０の縦断面が示されており、該図において左方を圧縮機１０の前方とし右方を後方とする。図１に示すように、圧縮機１０は、シリンダブロック１１と、その前端に接合固定されたフロントハウジング１２と、シリンダブロック１１の後端に弁・ポート形成体１３を介して接合固定されたリヤハウジング１４とを備えている。弁・ポート形成体１３は、ポート形成板１３ａ、吐出弁形成板１３ｂ及びリテーナ形成板１３ｃが、シリンダブロック１１側から同順に積層配置されてなる。これらシリンダブロック１１、フロントハウジング１２及びリヤハウジング１４が圧縮機１０のハウジングを構成する。

前記シリンダブロック１１とフロントハウジング１２とで囲まれた領域には、クランク室１５が区画されている。駆動軸１６は、クランク室１５を貫通するように配設され、フロントハウジング１２とシリンダブロック１１との間で回転可能に架設支持されている。駆動軸１６は、車両の走行駆動源であるエンジンＥｇに作動連結されており、該エンジンＥｇから動力の供給を受けて回転される。

前記クランク室１５内において駆動軸１６には、ラグプレート２０が一体回転可能に固定されている。クランク室１５内には、カムプレートとしての斜板２１が収容されている。斜板２１は、駆動軸１６にスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒンジ機構２２は、ラグプレート２０と斜板２１との間に介在されている。従って、斜板２１は、ヒンジ機構２２を介したラグプレート２０との間でのヒンジ連結、及び駆動軸１６の支持により、ラグプレート２０及び駆動軸１６と同期回転可能であるとともに、駆動軸１６の軸線Ｌに沿う方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸１６に対して傾動可能となっている。

前記圧縮機１０は、多気筒のピストン式圧縮機構を備えている。即ち、図１及び図２に示すように、シリンダブロック１１には複数（本実施形態においては五つ。図１においては一つのみ示す）のシリンダボア２３が、駆動軸１６の後端側を一定の角度間隔にて取り囲むようにしてそれぞれ貫通形成されている。各シリンダボア２３には、片頭型のピストン２４が往復動可能に収容されている。ピストン２４は、シリンダボア２３に挿入される頭部３９とクランク室１５に位置する首部４０とが、軸線Ｌに沿う方向へ連接されてなる。

前記シリンダボア２３の前後開口は、弁・ポート形成体１３（詳しくはポート形成板１３ａ）の前端面１３ｄ及びピストン２４の頭部３９の端面３９ａによって閉塞されており、このシリンダボア２３内にはピストン２４の往復動に応じて容積変化する圧縮室２６が区画されている。各ピストン２４は、首部４０に内装された一対のシュー２５を介して、斜板２１の外周部に係留されている。従って、駆動軸１６の回転にともなう斜板２１の回転が、シュー２５を介してピストン２４の往復動に変換される。

前記リヤハウジング１４内には、吸入圧領域としての吸入通路２７、及び吐出室２８がそれぞれ区画形成されている。吸入通路２７はリヤハウジング１４の中央部に形成されている。吐出室２８は、吸入通路２７の外周を取り囲むようにして、弁・ポート形成体１３とリヤハウジング１４との間に形成されている。吸入通路２７には、図示しない外部冷媒回路の蒸発器につながる外部配管が接続されている。吐出室２８には、図示しない外部冷媒回路のガスクーラにつながる外部配管が接続されている。この外部冷媒回路及び圧縮機１０は冷媒循環回路を構成する。

前記吸入通路２７内の冷媒ガスは、各ピストン２４の上死点位置側から下死点位置側への移動により、シリンダブロック１１内に配設された吸入弁機構５５を介して圧縮室２６へと吸入される。圧縮室２６に吸入された冷媒ガスは、ピストン２４の下死点位置側から上死点位置側への移動により所定の圧力にまで圧縮される。圧縮済みの冷媒ガスは、弁・ポート形成体１３のポート形成板１３ａに形成された吐出ポート２９、及び弁・ポート形成体１３の吐出弁形成板１３ｂに形成された、フラッパ弁よりなる吐出弁３０を介して吐出室２８へと吐出される。吐出弁３０の最大開度は、弁・ポート形成体１３のリテーナ形成板１３ｃに形成されたリテーナ４５によって当接規定される。

前記圧縮機１０のハウジング内には、抽気通路３１及び給気通路３２並びに制御弁３３が設けられている。抽気通路３１はクランク室１５と吸入通路２７とを連通する。抽気通路３１は、駆動軸１６の軸心位置に形成された軸内通路３４を備えている。軸内通路３４の入口３４ａは、ラグプレート２０付近でクランク室１５に開口され、出口３４ｂは駆動軸１６の後端面で開口されている。給気通路３２は、吐出室２８とクランク室１５とを接続する。給気通路３２の途中には、電磁弁よりなる周知の制御弁３３が配設されている。

前記制御弁３３の開度を調節することで、給気通路３２を介したクランク室１５への高圧な吐出ガスの導入量と抽気通路３１を介したクランク室１５からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク室１５の内圧が決定される。クランク室１５の内圧変更に応じて、ピストン２４を介してのクランク室１５の内圧と圧縮室２６の内圧との差が変更され、斜板２１の傾斜角度（駆動軸１６の軸線Ｌに対して直交する平面との間でなす角度）が変更される結果、ピストン２４のストローク即ち圧縮機１０の吐出容量が調節される。

例えば、前記クランク室１５の内圧が低下されると斜板２１の傾斜角度が増大し、ピストン２４のストロークが増大して圧縮機１０の吐出容量が増大される。逆に、クランク室１５の内圧が上昇されると斜板２１の傾斜角度が減少し、ピストン２４のストロークが減少して圧縮機１０の吐出容量が減少される。

次に、前記吸入弁機構５５について説明する。
図１及び図２に示すように、前記シリンダブロック１１においてシリンダボア２３に囲まれた中心部には、横断面円形をなす収容孔１７が形成されている。弁・ポート形成体１３には、収容孔１７と吸入通路２７とを連通する透孔５７が貫通形成されている。収容孔１７と各圧縮室２６とは、シリンダブロック１１において駆動軸１６の軸線Ｌを中心とした放射状に形成された複数（本実施形態においては五つ）の導通路１８を介してそれぞれ連通されている。

前記各導通路１８において圧縮室２６側の端部は、シリンダボア２３の内周面２３ａで開口されている（圧縮室側開口部１８ａ）。各導通路１８において収容孔１７側の端部は、該収容孔１７の内周面１７ａで開口されている（ロータリバルブ側開口部１８ｂ）。圧縮室側開口部１８ａ及びロータリバルブ側開口部１８ｂは、それぞれ駆動軸１６の軸線Ｌに沿って延びる長孔状をなしている。ロータリバルブ側開口部１８ｂは、圧縮室側開口部１８ａに対して軸線Ｌに沿う方向の前方側にずれて配置されている。従って、導通路１８は、軸線Ｌに対して傾斜する方向へと延在されている。

前記収容孔１７内には、前方側が底となる有底円筒状をなすロータリバルブ３５が回転可能に収容されている。収容孔１７の内周面１７ａとロータリバルブ３５の外周面３５ｂとは、摺動可能に密接されている。ロータリバルブ３５の前端側の内部には、軸線Ｌに沿って延びる連通孔３５ｃが貫通形成されている。ロータリバルブ３５の筒内空間たる導入室３６と、駆動軸１６の軸内通路３４の出口３４ｂとは、連通孔３５ｃを介して連通されている。連通孔３５ｃ及び導入室３６は抽気通路３１の一部をなしている。

前記ロータリバルブ３５の前端側は小径となっている（小径部３５ａ）。駆動軸１６において収容孔１７に臨む後端面には、取付孔１６ａが形成されている。取付孔１６ａ内には、ロータリバルブ３５の小径部３５ａが圧入固定されている。従って、駆動軸１６とロータリバルブ３５は、同一軸線Ｌ上に配置されているとともに一体化されている。よって、ロータリバルブ３５は、駆動軸１６の回転つまりはピストン２４の往復動に同期して回転される。なお、ロータリバルブ３５の外周面３５ｂと収容孔１７の内周面１７ａとは、駆動軸１６の後端部を回転可能に支持する滑り軸受け面を構成している。

前記ロータリバルブ３５の導入室３６は、弁・ポート形成体１３の透孔５７を介して吸入通路２７に連通されている。ロータリバルブ３５の周壁には、導入室３６と常時連通される吸入案内孔３７が、周方向の一定区間に形成されている。吸入案内孔３７は、ロータリバルブ３５の外周面３５ｂに圧縮室側開口部３７ａを有している。吸入案内孔３７は、導入室３６と各圧縮室２６から延びる導通路１８とを、ロータリバルブ３５の回転に同期して順次連通する。

即ち、前記ロータリバルブ３５は、ピストン２４が吸入行程に移行した場合に、吸入案内孔３７の圧縮室側開口部３７ａが導通路１８のロータリバルブ側開口部１８ｂに連通する。従って、吸入通路２７の冷媒ガスは、弁・ポート形成体１３の透孔５７、ロータリバルブ３５の導入室３６、吸入案内孔３７及び導通路１８を同順に経由して圧縮室２６へと吸入される。

前記ピストン２４の吸入行程の終了時には、吸入案内孔３７の圧縮室側開口部３７ａが導通路１８のロータリバルブ側開口部１８ｂに対して周方向へ完全にずれる。従って、導入室３６から圧縮室２６内への冷媒ガスの吸入が停止される。ピストン２４が圧縮・吐出行程に移行すると、ロータリバルブ３５の外周面３５ｂのシール領域によって、導通路１８のロータリバルブ側開口部１８ｂが閉塞状態に保持される。従って、圧縮室２６内における冷媒ガスの圧縮、及び圧縮済み冷媒ガスの圧縮室２６から吐出室２８への吐出が妨げられることはない。

次に、残留ガスバイパス構造について説明する。
図３においては、前記ロータリバルブ３５の回転運動を直線状に展開するとともに、吸入案内孔３７の軸線Ｌ周りでの旋回を左方への移動に置換した状態を示している。該図に示すように、ロータリバルブ３５の外周面３５ｂにおいて前述したシール領域には、残留ガスバイパス通路としての残留ガスバイパス溝４１が形成されている。残留ガスバイパス溝４１は、ロータリバルブ３５の軸線Ｌに沿う方向（図面の上下方向）へと延在される高圧側溝４２、同じく軸線Ｌに沿う方向へと延在される低圧側溝４３、及びロータリバルブ３５の周方向（図面の左右方向）へと延在されて両溝４２，４３の前方側の端部間を連通する連通溝４４とからなっている。

前記高圧側溝４２は、ロータリバルブ３５の外周面３５ｂにおいて、吐出終了直後の高圧側の圧縮室２６への導通路１８（１８Ａ）のロータリバルブ側開口部１８ｂと対向するシール領域に配置されている。低圧側溝４３は、ロータリバルブ３５の外周面３５ｂにおいて、吸入終了直後の圧縮室２６に対応する導通路１８（１８Ｂ）のロータリバルブ側開口部１８ｂと対向するシール領域に配置されている。

従って、吐出終了直後の前記圧縮室２６において吐出しきれずに残った冷媒ガス（残留ガス）は、導通路１８Ａ、高圧側溝４２、連通溝４４、低圧側溝４３及び導通路１８Ｂを同順に経由して、吸入終了直後の圧縮室２６へとバイパス（回収）される。よって、吸入行程中における、圧縮室２６内での残留ガスの再膨張が少なくなり、該圧縮室２６内へと導入室３６の冷媒ガスを確実に吸入できる。その結果、圧縮機１０の体積効率を向上させることができる。

次に、吸入行程初期における吸入抵抗を低減するための構成について、図１、図２及び図４に従って説明する。なお、図４は、シリンダボア２３の内周面２３ａを平面状に展開した状態を示しており、図面の上方側が弁・ポート形成体１３側、下方側がクランク室１５側となっている。

前記シリンダボア２３の内周面２３ａには、吸入補助凹部６１が形成されている。吸入補助凹部６１は、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａに対して、弁・ポート形成体１３側の端部でシリンダボア２３の周方向に連接されている。吸入補助凹部６１は、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａを、弁・ポート形成体１３に近いほどシリンダボア２３の周方向へと広くする形状を有している。吸入補助凹部６１は、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａに対してシリンダボア２３の周方向前後の位置に、それぞれ形成されている。

さて、図１及び図４において、前記ピストン２４の頭部３９を二点鎖線で示すように、吸入行程の初期つまりピストン２４が上死点位置近傍にある時には、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａの大部分が、ピストン２４の頭部外周面３９ｂによって塞がれた状態となる。しかし、圧縮室２６に開口しかつ導通路１８の圧縮室側開口部１８ａにシリンダボア２３の周方向で連接（連通）する吸入補助凹部６１が、圧縮室側開口部１８ａにおいて弁・ポート形成体１３側の端部をシリンダボア２３の周方向へと広げている。

従って、吸入行程の初期においても、前記導通路１８と圧縮室２６との間における冷媒ガスの通過断面積を広く確保することができ、冷媒ガスの吸入抵抗を低減することができて、圧縮機１０の体積効率を向上させることができる。また、この効果を得るにあたって、シリンダボア２３の内周面２３ａに凹部（吸入補助凹部６１）を形成すればよい。このため、シリンダブロック１１において、シリンダボア２３と収容孔１７との間に導通路１８を大きく貫通形成する必要がなく、該シリンダブロック１１の強度低下を防止することができる。

上記構成の本実施形態においては次のような効果も奏する。
（１）吸入補助凹部６１は、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａを、弁・ポート形成体１３側ほどシリンダボア２３の周方向へ広くするように形成されている。つまり、吸入行程初期における吸入抵抗を低減する観点においては、圧縮室側開口部１８ａの弁・ポート形成体１３側近傍のみをシリンダボア２３の周方向へ広くすればよい。従って、圧縮室側開口部１８ａにおいて、弁・ポート形成体１３から離れた部位については、周方向へそれ程広くする必要がない。また、例えば、吸入補助凹部６１が、弁・ポート形成体１３から離れた位置においても圧縮室側開口部１８ａをシリンダボア２３の周方向へ広くする構成では、該吸入補助凹部６１の容積が大きくなることに伴う圧縮室２６のデッドボリューム（ピストン２４が上死点に位置した状態での圧縮室２６の容積）の増大、ひいては圧縮機１０の体積効率の低下を招いてしまうのである。

（２）吸入補助凹部６１は、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａに対して、シリンダボア２３の周方向前後にそれぞれ形成されている。従って、シリンダボア２３の内周面２３ａに対する、吸入補助凹部６１の加工を容易とすることができる。

即ち、例えば、吸入補助凹部を、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａに対してシリンダボア２３の周方向前後の一方側にのみ位置するように、シリンダボア２３に形成したとする。この場合、一箇所の吸入補助凹部が、導通路１８との間における冷媒ガスの通過断面積を確保するために深いものとなり、その加工が面倒となるのである。

しかし、前記吸入補助凹部６１を、圧縮室側開口部１８ａに対してシリンダボア２３の周方向前後にそれぞれ形成した本実施形態によれば、導通路１８との間で必要とされる冷媒ガスの通過断面積を、各吸入補助凹部６１でそれぞれ分担すればよい。従って、各吸入補助凹部６１を浅くできてそれらの加工が容易となる。

（３）「発明が解決しようとする課題」でも述べたように、容量可変型の圧縮機１０において吸入行程初期における吸入抵抗の増大は、該圧縮機１０の最小吐出容量状態からの復帰（吐出容量の増大）が遅れる要因となる。従って、このような態様において本発明を具体化して、吸入行程初期における吸入抵抗を低減できることは、圧縮機１０の最小吐出容量状態からの復帰を速やかに行い得る点でも有効であると言える。

（４）ロータリバルブ３５には、吐出終了後の高圧側の圧縮室２６への導通路１８Ａと低圧側の圧縮室２６への導通路１８Ｂとを連通する残留ガスバイパス溝４１が形成されている。つまり、本実施形態においては、吸入行程初期における吸入抵抗を低減するにあたり、シリンダブロック１１において導通路１８を大きく貫通形成する必要がない。このため、該導通路１８のロータリバルブ側開口部１８ｂが、シリンダボア２３の周方向へ広くならず、従来においては困難であった、残留ガスバイパス溝４１の併用を達成することができた。

○第２実施形態
図５及び図６においては、請求項４の発明を具体化した一例たる第２実施形態を示す。
本実施形態においては、上記第１実施形態から吸入補助凹部６１が削除されている。そして、吸入行程初期における吸入抵抗を低減するための構成として、ピストン２４の頭部３９において弁・ポート形成体１３側の端部には、吸入補助部６４が形成されている。

前記吸入補助部６４は、ピストン２４において端面３９ａの外周縁の一部を切除（面取り）することで形成されている。吸入補助部６４は、頭部３９の外周面３９ｂにおいて導通路１８の圧縮室側開口部１８ａに臨む領域６４ａを、該圧縮室側開口部１８ａつまりはシリンダボア２３の内周面２３ａから離間させる。ピストン２４における吸入補助部６４の切除の大きさ（面取りサイズ）は、端面３９ａの外周縁に施された、ピストン２４の角当たり防止用の面取り３９ｃよりも大きくなっている。

従って、吸入行程初期においても、前記導通路１８の圧縮室側開口部１８ａが、ピストン２４の頭部外周面３９ｂによって大きく塞がれることを防止でき、導通路１８から圧縮室２６への冷媒ガスの吸入抵抗を低減することができる。また、この効果を得るにあたって、ピストン２４に吸入補助部６４を形成すればよいため、シリンダブロック１１においてシリンダボア２３と収容孔１７との間に導通路１８を大きく貫通形成する必要がない。従って、導通路１８の形成に起因したシリンダブロック１１の強度低下を防止することができる。

なお、本実施形態においては、上記第１実施形態の効果（３）及び（４）と同様な効果も奏する。
○第３実施形態
図７においては、請求項５の発明を具体化した一例たる第３実施形態を示す。

本実施形態においては、上記第１実施形態から吸入補助凹部６１が削除されている。そして、吸入行程初期における吸入抵抗を低減するための構成として、弁・ポート形成体１３（ポート形成板１３ａ）の前端面１３ｄにおいて圧縮室２６に臨む位置に、吸入補助凹部６７が形成されている。また、シリンダブロック１１において、シリンダボア２３の弁・ポート形成体１３側の開口縁部には、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａの縁部を切り欠くようにして連通溝６８が形成されている。導通路１８の圧縮室側開口部１８ａと吸入補助凹部６７とは、連通溝６８を介して連接されている。

従って、吸入行程の初期において、前記導通路１８の圧縮室側開口部１８ａがピストン２４の頭部外周面３９ｂによって殆ど塞がれた状態でも、導通路１８から圧縮室２６への冷媒ガスの導入は、連通溝６８及び吸入補助凹部６７を介して行われることとなる。よって、吸入行程の初期においても、導通路１８と圧縮室２６との間における冷媒ガスの通過断面積を広くすることができ、冷媒ガスの吸入抵抗を低減することができる。また、この効果を得るにあたって、弁・ポート形成体１３に吸入補助凹部６７を形成すればよいため、シリンダブロック１１においてシリンダボア２３と収容孔１７との間に導通路１８を大きく貫通形成する必要がなく、該シリンダブロック１１の強度低下を防止することができる。

なお、本実施形態においては、上記第１実施形態の効果（３）及び（４）と同様な効果も奏する。
○第４実施形態
図８（ａ）及び（ｂ）においては、上記第３実施形態の変更例たる第４実施形態を示す。

本実施形態においては、上記第３実施形態から吸入補助凹部６７が削除されている。弁・ポート形成体１３のポート形成板１３ａには、前記吐出ポート（第１の吐出ポート）２９の他に、第２の吐出ポート５１が形成されている。前記吐出弁３０は、その先端側において第１の吐出ポート２９を開閉するとともに、基部側において第２の吐出ポート５１を開閉する。

前記吐出ポート２９，５１を複数備えることで、圧縮室２６から吐出室２８への冷媒ガスの吐出をスムーズに行うことができる。従って、冷媒ガスの過圧縮を防止することができ、圧縮機１０の動力損失を低減することができる。また、二つの吐出ポート２９，５１は一つの吐出弁３０によって開閉され、特に、第２の吐出ポート５１は、吐出弁３０の基部側において開閉される。従って、吐出弁３０の基部側に、冷媒ガスの流れを生じさせることができ、第２の吐出ポート５１における異物の詰まりを防止することができる。よって、吸入及び圧縮行程にて、吐出ポート２９，５１を吐出弁３０によって確実に閉塞することができ、圧縮機１０の効率を向上させることができる。

本実施形態においては、前記第２の吐出ポート５１において圧縮室２６側の開口端部が、吸入補助凹部５１ａをなしている。吸入補助凹部５１ａの一部は、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａに対して連接されている。従って、吸入補助凹部５１ａは、上記第３実施形態の吸入補助凹部６７と同様に機能する。

本実施形態においても上記第３実施形態と同様な効果を奏する。その他にも、吸入補助凹部５１ａとして、吐出ポート５１における圧縮室２６側の開口端部を利用している。従って、吸入補助凹部を専用に設ける場合と比較して、構成の簡素化を図り得る。また、前記吐出ポート５１においては、吐出行程にて冷媒ガスの流れを生じさせるため、吐出ポート５１の一部を利用した吸入補助凹部５１ａにおける異物の蓄積を防止することができる。

本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施可能である。
○上記第１実施形態において吸入補助凹部６１は、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａを、弁・ポート形成体１３に近いほどシリンダボア２３の周方向へ広くするように形成されていた（図４参照）。これを変更し、圧縮室側開口部１８ａにおいて弁・ポート形成体１３側の端部付近が、弁・ポート形成体１３に対する接離方向に関してシリンダボア２３の周方向へ一定の幅を持つように、吸入補助部を形成すること。

○上記第１実施形態において吸入補助凹部６１は、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａに対してシリンダボア２３の周方向前後にそれぞれ形成されていた（図４参照）。これを変更し、吸入補助凹部を、導通路１８の圧縮室側開口部１８ａに対してシリンダボア２３の周方向前後の一方側にのみ形成すること。

○上記第２実施形態において吸入補助部６４は、ピストン２４において端面３９ａの外周縁の一部を切除することで形成されていた（図６参照）。これは、ピストン２４が自身の軸線を中心として回転することを、該ピストン２４の首部４０と斜板２１或いはハウジングとの当接により規制する回り止め構造を有しているためで、従って吸入補助部６４と導通路１８の圧縮室側開口部１８ａとが、ピストン２４の軸線周りにおいて大きくずれるおそれがないからである。

しかし、このようなピストン２４の回り止め構造を備えないピストン式圧縮機（例えば後述するワッブルタイプのもの）の場合には、ピストン２４が回転された場合でも吸入補助部が導通路１８の圧縮室側開口部１８ａに臨むように、該吸入補助部を、ピストン２４において端面３９ａの外周縁の全部を切除（面取り）することで形成する。この場合、該吸入補助部が、ピストン２４の角当たり防止用の面取りを兼ねることとなる。

○上記各実施形態において残留ガスバイパス溝４１を削除すること。
○本発明を、固定容量型のピストン式圧縮機において具体化すること。
○本発明を、両頭型のピストンを備えたピストン式圧縮機において具体化すること。

○本発明を、カムプレートとしての揺動板を備えた、ワッブルタイプのピストン式圧縮機において具体化すること。

第１実施形態を示す容量可変型斜板式圧縮機の縦断面図。 図１の１−１線断面図。 ロータリバルブの回転運動を直線状に展開した図。 シリンダボアの内周面を平面状に展開した図。 第２実施形態を示す図であり容量可変型斜板式圧縮機の縦断面部分図。 ピストンの頭部の斜視図。 第３実施形態を示す図であり容量可変型斜板式圧縮機の縦断面部分図。 （ａ）は第４実施形態を示す図であり容量可変型斜板式圧縮機の縦断面部分図、（ｂ）は第２の吐出ポート近傍を示す拡大図。 従来技術を示す図であり容量可変型斜板式圧縮機の縦断面部分図。 ロータリバルブの回転運動を直線状に展開した図。

符号の説明

１０…ピストン式圧縮機としての容量可変型斜板式圧縮機、１１…ハウジングを構成するシリンダブロック、１２…同じくフロントハウジング、１３…弁・ポート形成体、１４…ハウジングを構成するリヤハウジング、１５…クランク室、１６…駆動軸、１７…収容孔（ａ…内周面）、１８…導通路（ａ…圧縮室側開口部、ｂ…ロータリバルブ側開口部）、２１…カムプレートとしての斜板、２３…シリンダボア（ａ…内周面）、２４…ピストン、２６…圧縮室、２７…吸入圧領域を構成する吸入通路、２９…吐出ポート、３０…吐出弁、３５…ロータリバルブ（ｂ…外周面）、３７…吸入案内孔、３９ｂ…ピストンの外周面たる頭部外周面、４１…残留ガスバイパス通路としての残留ガスバイパス溝、５１…第２の吐出ポート（ａ…吸入補助凹部）、６１…吸入補助凹部、６４…吸入補助部（ａ…ピストンの外周面において吸入行程初期に導通路の圧縮室側開口部に臨む領域）、６７…吸入補助凹部。

Claims (8)

1. ハウジングには駆動軸が回転可能に支持され、前記ハウジング内においてシリンダブロックには複数のシリンダボアが貫通形成され、前記各シリンダボアにはピストンが往復動可能に挿入され、前記シリンダボア内には、前記ピストンと、前記シリンダブロックに接合された弁・ポート形成体とで圧縮室が区画形成され、前記弁・ポート形成体には、前記各圧縮室に対応して吐出ポート及び吐出弁がそれぞれ形成され、前記シリンダブロックにおいて前記シリンダボアに囲まれた中心部には収容孔が形成され、該収容孔内にはロータリバルブが収容され、該ロータリバルブには外周面で開口する吸入案内孔が形成され、前記シリンダブロックには前記各圧縮室と前記ロータリバルブとを接続する導通路がそれぞれ貫通形成され、該導通路において前記圧縮室側の端部は前記シリンダボアの内周面で開口され、前記導通路において前記ロータリバルブ側の端部は前記収容孔の内周面で開口されており、前記ロータリバルブが前記駆動軸と同期回転することで、前記吸入案内孔が前記各導通路へと順次連通されて、吸入圧領域から前記圧縮室への前記吸入案内孔及び前記導通路を介したガスの吸入が行われるピストン式圧縮機において、
   前記シリンダボアの内周面には、前記導通路の圧縮室側開口部に対して前記弁・ポート形成体側の端部で前記シリンダボアの周方向へ連接するように、吸入補助凹部が形成されていることを特徴とするピストン式圧縮機。
2. 前記吸入補助凹部は、前記導通路の前記圧縮室側開口部を前記弁・ポート形成体に近いほど前記シリンダボアの周方向へ広くするように形成されている請求項１に記載のピストン式圧縮機。
3. 前記吸入補助凹部は、前記導通路の前記圧縮室側開口部に対して前記シリンダボアの周方向前後にそれぞれ形成されている請求項１又は２に記載のピストン式圧縮機。
4. ハウジングには駆動軸が回転可能に支持され、前記ハウジング内においてシリンダブロックには複数のシリンダボアが貫通形成され、前記各シリンダボアにはピストンが往復動可能に挿入され、前記シリンダボア内には、前記ピストンと、前記シリンダブロックに接合された弁・ポート形成体とで圧縮室が区画形成され、前記弁・ポート形成体には、前記各圧縮室に対応して吐出ポート及び吐出弁がそれぞれ形成され、前記シリンダブロックにおいて前記シリンダボアに囲まれた中心部には収容孔が形成され、該収容孔内にはロータリバルブが収容され、該ロータリバルブには外周面で開口する吸入案内孔が形成され、前記シリンダブロックには前記各圧縮室と前記ロータリバルブとを接続する導通路がそれぞれ貫通形成され、該導通路において前記圧縮室側の端部は前記シリンダボアの内周面で開口され、前記導通路において前記ロータリバルブ側の端部は前記収容孔の内周面で開口されており、前記ロータリバルブが前記駆動軸と同期回転することで、前記吸入案内孔が前記各導通路へと順次連通されて、吸入圧領域から前記圧縮室への前記吸入案内孔及び前記導通路を介したガスの吸入が行われるピストン式圧縮機において、
   前記ピストンにおいて前記弁・ポート形成体側の端部には、該端部の外周面において前記導通路の圧縮室側開口部に臨む領域を該圧縮室側開口部から離間させる吸入補助部が形成されていることを特徴とするピストン式圧縮機。
5. ハウジングには駆動軸が回転可能に支持され、前記ハウジング内においてシリンダブロックには複数のシリンダボアが貫通形成され、前記各シリンダボアにはピストンが往復動可能に挿入され、前記シリンダボア内には、前記ピストンと、前記シリンダブロックに接合された弁・ポート形成体とで圧縮室が区画形成され、前記弁・ポート形成体には、前記各圧縮室に対応して吐出ポート及び吐出弁がそれぞれ形成され、前記シリンダブロックにおいて前記シリンダボアに囲まれた中心部には収容孔が形成され、該収容孔内にはロータリバルブが収容され、該ロータリバルブには外周面で開口する吸入案内孔が形成され、前記シリンダブロックには前記各圧縮室と前記ロータリバルブとを接続する導通路がそれぞれ貫通形成され、該導通路において前記圧縮室側の端部は前記シリンダボアの内周面で開口され、前記導通路において前記ロータリバルブ側の端部は前記収容孔の内周面で開口されており、前記ロータリバルブが前記駆動軸と同期回転することで、前記吸入案内孔が前記各導通路へと順次連通されて、吸入圧領域から前記圧縮室への前記吸入案内孔及び前記導通路を介したガスの吸入が行われるピストン式圧縮機において、
   前記弁・ポート形成体において前記圧縮室に臨む位置には、前記導通路の圧縮室側開口部に連接して吸入補助凹部が形成されていることを特徴とするピストン式圧縮機。
6. 前記吐出ポートにおける前記圧縮室側の開口端部が、前記吸入補助凹部を兼ねている請求項５に記載のピストン式圧縮機。
7. 前記ハウジング内にはクランク室が区画形成され、該クランク室において駆動軸にはカムプレートが一体回転可能でかつ傾動可能に連結され、該カムプレートには前記ピストンが連結されており、前記駆動軸の回転運動が前記カムプレートを介して前記ピストンの往復運動に変換されるとともに、前記クランク室の内圧を調節することで、前記クランク室の内圧と前記圧縮室の内圧との前記ピストンを介した差が変更され、前記カムプレートの傾斜角度が変更される結果、吐出容量が調節される請求項１〜６のいずれか一項に記載のピストン式圧縮機。
8. 前記ロータリバルブには、吐出終了後の高圧側の前記圧縮室への前記導通路と低圧側の前記圧縮室への前記導通路とを連通する残留ガスバイパス通路が形成されている請求項１〜７のいずれか一項に記載のピストン式圧縮機。

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