JP2005188328A - ピストン式圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 シリンダブロックの変形によっても、ロータリーバルブとの摺動面が変形することを抑制できる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49には、ピストン24の往復動と同期して回転するロータリーバルブ35が用いられている。ロータリーバルブ35は、シリンダブロック11に形成された収容孔17内に収容されている。収容孔17内には、円筒状をなすスリーブ40が収容されている。スリーブ40は、収容孔17内において弾性部材41を介してシリンダブロック11に支持されている。スリーブ40の内周面たる摺動面40bには、ロータリーバルブ35が摺動可能に支持されている。スリーブ40の外周面40aと収容孔17の内周面17aとの間の隙間は、シリンダブロック11の変形の影響が摺動面40bに及ぶこと抑制する変形抑制空間47をなしている。
【選択図】 図1
【解決手段】 圧縮機10の吸入弁機構49には、ピストン24の往復動と同期して回転するロータリーバルブ35が用いられている。ロータリーバルブ35は、シリンダブロック11に形成された収容孔17内に収容されている。収容孔17内には、円筒状をなすスリーブ40が収容されている。スリーブ40は、収容孔17内において弾性部材41を介してシリンダブロック11に支持されている。スリーブ40の内周面たる摺動面40bには、ロータリーバルブ35が摺動可能に支持されている。スリーブ40の外周面40aと収容孔17の内周面17aとの間の隙間は、シリンダブロック11の変形の影響が摺動面40bに及ぶこと抑制する変形抑制空間47をなしている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、例えば、車両用空調装置に用いられる冷媒圧縮用のピストン式圧縮機に関する。
この種のピストン式圧縮機においては、吸入弁機構としてロータリーバルブを備えたものが存在する(例えば特許文献1参照)。
即ち、図6に示すように、前記ピストン式圧縮機のハウジング81には、駆動軸82が回転可能に支持されている。ハウジング81の一部を構成するシリンダブロック83には、複数(図面には一つのみ示す)のシリンダボア84が形成されている。各シリンダボア84内にはピストン85が収容されている。各シリンダボア84内には、ピストン85によって圧縮室86が区画されている。そして、車両のエンジンによる駆動軸82の回転駆動によってピストン85が往復動することで、ハウジング81内の吸入圧領域87から圧縮室86への冷媒ガスの吸入、及び圧縮室86内での冷媒ガスの圧縮、並びに圧縮室86からハウジング81内の吐出圧領域88への冷媒ガスの吐出が行われる。
即ち、図6に示すように、前記ピストン式圧縮機のハウジング81には、駆動軸82が回転可能に支持されている。ハウジング81の一部を構成するシリンダブロック83には、複数(図面には一つのみ示す)のシリンダボア84が形成されている。各シリンダボア84内にはピストン85が収容されている。各シリンダボア84内には、ピストン85によって圧縮室86が区画されている。そして、車両のエンジンによる駆動軸82の回転駆動によってピストン85が往復動することで、ハウジング81内の吸入圧領域87から圧縮室86への冷媒ガスの吸入、及び圧縮室86内での冷媒ガスの圧縮、並びに圧縮室86からハウジング81内の吐出圧領域88への冷媒ガスの吐出が行われる。
前記シリンダブロック83において、複数のシリンダボア84に取り囲まれた中心部には、収容孔89が形成されている。収容孔89内にはロータリーバルブ90が収容されている。ロータリーバルブ90は、収容孔89の内周面89aによって摺動可能に支持されている。ロータリーバルブ90は、駆動軸82に対して一体回転可能に連結されている。シリンダブロック83には、各シリンダボア84の圧縮室86と収容孔89とを連通する連通孔91がそれぞれ形成されている。ロータリーバルブ90の外周面90aには吸入案内孔92が形成され、該吸入案内孔92には吸入圧領域87から冷媒ガスが導入されている。
そして、前記駆動軸82の回転つまりはピストン85の往復動に同期してロータリーバルブ90が回転することで、該ロータリーバルブ90の吸入案内孔92が、吸入行程にある圧縮室86へとつながる連通孔91に順次連通されて、吸入圧領域87から圧縮室86への冷媒ガスの吸入が許容される。吸入行程の終了時には、吸入案内孔92が連通孔91に対して周方向へ完全にずれ、吸入圧領域87から圧縮室86への冷媒ガスの吸入が停止される。圧縮・吐出行程に移行されると、ロータリーバルブ90の外周面90aにおいて吸入案内孔92が開口していない領域によって、連通孔91と吸入案内孔92との間が閉塞状態に保持され、冷媒ガスの圧縮及び圧縮済み冷媒ガスの吐出圧領域88への吐出が妨げられることはない。
特開平5−60064号公報(第3−4頁、第1図)
ところが、前記ピストン式圧縮機においては、例えば、その組立作業時におけるハウジング81の締結固定の際や、車両への搭載作業時におけるエンジンへの締結固定の際に、シリンダブロック83が締付力の作用によって変形することがある。シリンダブロック83の変形の影響が収容孔89の内周面89aにまで及んで該内周面89aが変形すると、該内周面89aとロータリーバルブ90の外周面90aとの間のクリアランスが変化してしまう。従って、収容孔89の内周面89aとロータリーバルブ90の外周面90aとの間の接触摺動性が悪化したりシール性が低下したりする等の問題が発生する。
前記収容孔89の内周面89aとロータリーバルブ90の外周面90aとの間における接触摺動性の悪化は、摺動抵抗の増大につながり、ピストン式圧縮機の動力損失を大きくする。また、収容孔89の内周面89aとロータリーバルブ90の外周面90aとの間におけるシール性の低下は、圧縮・吐出行程中にある圧縮室86からの高圧冷媒ガスの漏れにつながり、ピストン式圧縮機の効率を低下させる。
前記収容孔89の内周面89aの変形を抑制するためには、シリンダブロック83において、特に収容孔89とシリンダボア84との間を厚肉として該部位の剛性を高めればよい。しかし、シリンダブロック83における収容孔89とシリンダボア84との間の厚肉化は、該収容孔89とシリンダボア84との間が離れること、言い換えれば、連通孔91が長くなることにつながる。
ここで、前記連通孔91は、ピストン85が何れのストローク位置にあっても圧縮室86との連通状態を維持する構成である。従って、連通孔91内の容積は、ピストン85が上死点に位置したとしても圧縮室86の容積をゼロとし得ない、所謂デッドボリュームとして把握することができる。よって、前述したように、シリンダブロック83の高剛性化のために連通孔91が長くなることはデッドボリュームの増大につながり、該デッドボリュームの増大は、ピストン式圧縮機の圧縮効率の低下を招く問題があった。
本発明の目的は、シリンダブロックの変形によっても、ロータリーバルブとの摺動面が変形することを抑制できる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に記載の発明のピストン式圧縮機は、シリンダブロックにおいてロータリーバルブとの摺動面の径方向外側に、変形抑制空間が設けられている。変形抑制空間は、シリンダブロックの変形の影響が摺動面に及ぶことを抑制する。詳しくは、変形抑制空間は、シリンダブロックの変形を許容(吸収)することで、該シリンダブロックの変形の影響が摺動面にまで及ぶことを抑制する。従って、シリンダブロックの変形によっても、ロータリーバルブとの摺動面が変形することを抑制できる。
請求項2の発明は請求項1において、前記変形抑制空間は、シリンダブロック内において摺動面の径方向外側を取り囲むようにして設けられている。従って、シリンダブロックの変形が摺動面の周囲において何れの位置で発生したとしても、該変形を変形抑制空間によって確実に吸収することができる。よって、シリンダブロックの変形の影響が摺動面にまで及ぶこと、つまりは該摺動面が変形することを、効果的に抑制できる。
請求項3の発明は請求項2において、前記ロータリーバルブはシリンダブロックに形成された収容孔内に収容されている。収容孔内においてロータリーバルブの径方向外側には、円筒状をなすスリーブが収容されている。スリーブの内周面が摺動面をなしている。スリーブの外周面と収容孔の内周面との間には隙間が形成されている。該隙間が変形抑制空間をなしている。
このように、前記ロータリーバルブとの摺動面をシリンダブロックとは別部材(スリーブ)によって提供することで、シリンダブロックの変形の影響が摺動面にまで及ぶこと、つまりは該摺動面が変形することを、さらに効果的に抑制できる。つまり、例えば、スリーブと同等の部位(円筒部)がシリンダブロックに一体形成されている場合、言い換えれば摺動面がシリンダブロックに直接形成されている場合には、たとえ変形抑制空間を備えたとしても、シリンダブロックの変形の影響が摺動面に対して直接的に波及する危惧が残るのである。
請求項4の発明は請求項3において、前記ロータリーバルブの外周面には、吸入圧領域からガスが導入される吸入案内孔が形成されている。シリンダブロックには、収容孔と圧縮室とを連通する第1連通孔が形成されている。スリーブには、ロータリーバルブの吸入案内孔とシリンダブロックの第1連通孔とを連通する第2連通孔が形成されている。
従って、前記ピストンの往復動に同期してロータリーバルブが回転することで、該ロータリーバルブの吸入案内孔が、吸入行程にある圧縮室へとつながる第2連通孔に連通される。よって、吸入圧領域から、吸入案内孔及び第2連通孔並びに第1連通孔を同順に経由した圧縮室へのガスの吸入が許容される。吸入行程の終了時には、吸入案内孔が第2連通孔に対して周方向へ完全にずれ、吸入圧領域から圧縮室へのガスの吸入が停止される。圧縮・吐出行程に移行されると、ロータリーバルブの外周面において吸入案内孔が開口していない領域(シール領域)によって、第2連通孔と吸入案内孔との間が閉塞状態に保持され、ガスの圧縮及び圧縮済みガスの吐出が妨げられることはない。
そして、本発明において、前記変形抑制空間内には弾性部材が収容されている。弾性部材は、収容孔の内周面における第1連通孔の開口と、スリーブの外周面における第2連通孔の開口とをそれぞれ取り囲む形状を有している。つまり、弾性部材は、スリーブの外周面と収容孔の内周面との間において、第1連通孔の開口と該開口に臨む第2連通孔の開口とを、ガスの漏れなく連通させるシール機能を有している。従って、例えば、圧縮・吐出行程にある圧縮室の高圧ガスが、収容孔の内周面における第1連通孔の開口から、スリーブの外周面と収容孔の内周面との間を介して漏出することを抑制できる。よって、ピストン式圧縮機の効率を向上させることができる。
なお、前記弾性部材は、シリンダブロックの変形に応じて弾性変形する。従って、弾性部材の存在が、変形抑制空間による前述した作用(シリンダブロックの変形の影響がロータリーバルブとの摺動面に及ぶこと抑制する)の妨げとなることはない。
請求項5の発明は請求項4において、前記スリーブは、収容孔内において弾性部材を介してシリンダブロックに支持されている。このように、ロータリーバルブを支持するスリーブを、シリンダブロックによって弾性部材を介して間接的に支持させることで、シリンダブロックの変形の影響が摺動面にまで及ぶこと、つまりは該摺動面が変形することを、さらに効果的に抑制できる。つまり、例えば、スリーブが、シリンダブロックに固定されて該シリンダブロックに一体化されている場合、言い換えればスリーブがシリンダブロックに直接支持されている場合には、たとえ変形抑制空間を備えたとしても、シリンダブロックの変形の影響がスリーブに対して直接的に波及する危惧が残るのである。
請求項6の発明は請求項1又は2において、前記ロータリーバルブは、シリンダブロックに形成された収容孔内に収容されている。収容孔の内周面が摺動面をなしている。ロータリーバルブの外周面には、吸入圧領域からガスが導入される吸入案内孔が形成されている。シリンダブロックには、圧縮室とロータリーバルブの吸入案内孔とを連通する連通孔が形成されている。
従って、前記ピストンの往復動に同期してロータリーバルブが回転することで、該ロータリーバルブの吸入案内孔が、吸入行程にある圧縮室へとつながる連通孔に連通される。よって、吸入圧領域から、吸入案内孔及び連通孔を経由した圧縮室へのガスの吸入が許容される。吸入行程の終了時には、吸入案内孔が連通孔に対して周方向へ完全にずれ、吸入圧領域から圧縮室へのガスの吸入が停止される。圧縮・吐出行程に移行されると、ロータリーバルブの外周面において吸入案内孔が開口していない領域(シール領域)によって、連通孔と吸入案内孔との間が閉塞状態に保持され、ガスの圧縮及び圧縮済みガスの吐出が妨げられることはない。
そして、本発明において前記変形抑制空間は、シリンダブロックに形成された空間用孔の内空間がなしている。従って、シリンダブロックとは別体の部材を使用しなくとも変形抑制空間を形成することができ、部品点数を低減できてピストン式圧縮機のコスト低減を図り得る。
請求項7の発明は請求項6において、前記空間用孔は、シリンダブロックにおいて連通孔を避けて形成されている。従って、連通孔から変形抑制空間へとガスが漏れることを、シリンダブロックとは別体のシール部材を使用しなくとも確実に抑制することができる。よって、空間用孔をシリンダブロックに対して形成する手間のみで済み、変形抑制空間を備えることによる部品点数の増加を伴わず、ピストン式圧縮機のさらなるコスト低減を図り得る。
上記請求項1〜7の発明によれば、シリンダブロックの変形によっても、ロータリーバルブとの摺動面が変形することを抑制でき、該摺動面とロータリーバルブの外周面との間の接触摺動性及びシール性を良好に維持することができる。
以下、本発明のピストン式圧縮機を、車両用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及び第2実施形態について説明する。なお、第2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
まず、容量可変型斜板式圧縮機(以下圧縮機とする)について説明する。
図1は圧縮機10の縦断面図を示し、該図において左方を圧縮機10の前方とし、右方を圧縮機10の後方とする。図1に示すように、圧縮機10のハウジングは、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とからなっている。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は、複数本(図面には一本のみ示す)のスルーボルト48によって相互に締結固定されている。
まず、容量可変型斜板式圧縮機(以下圧縮機とする)について説明する。
図1は圧縮機10の縦断面図を示し、該図において左方を圧縮機10の前方とし、右方を圧縮機10の後方とする。図1に示すように、圧縮機10のハウジングは、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とからなっている。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は、複数本(図面には一本のみ示す)のスルーボルト48によって相互に締結固定されている。
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。クランク室15内においてフロントハウジング12とシリンダブロック11との間には、駆動軸16が架設支持されている。駆動軸16の前端側は、転がり軸受よりなるラジアルベアリング45によって、フロントハウジング12に回転可能に支持されている。駆動軸16の後端側は、滑り軸受けよりなるラジアルベアリング46によって、シリンダブロック11に回転可能に支持されている。駆動軸16は、車両の走行駆動源である図示しないエンジンに作動連結されており、該エンジン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内において駆動軸16には、斜板21がスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ラグプレート20と斜板21との間にはヒンジ機構22が介在されている。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。
前記シリンダブロック11には、複数(本実施形態においては7つ(図3参照)。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。
前記シリンダボア23の前後開口は、ピストン24及び弁・ポート形成体13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、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及び吐出圧領域としての吐出室28がそれぞれ区画されている。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が備える蒸発器の出口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が備えるガスクーラの入口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の上死点位置から下死点位置側への移動により、シリンダブロック11に配設された吸入弁機構49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、弁・ポート形成体13に形成された吐出ポート29及び吐出弁30を介して吐出室28へと吐出される。
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の一部は、駆動軸16の軸心位置に設けられている。抽気通路31は、クランク室15と吸入通路27とを連通する。給気通路32は吐出室28とクランク室15とを連通する。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、クランク室15内と圧縮室26内とのピストン24を介した圧力差が変更され、斜板21の傾斜角度が変更される結果、ピストン24のストロークすなわち圧縮機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(駆動軸16の軸線Lに直交する平面との間でなす角度)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49について説明する。
図2及び図3に示すように、前記シリンダブロック11において複数のシリンダボア23に囲まれた中心部には、ラジアルベアリング46よりも後方側に、横断面円形状をなす収容孔17が形成されている。シリンダブロック11の後端面において収容孔17の開口周囲には、弁・ポート形成体13を貫通するボス部43が突設されている。収容孔17内には、駆動軸16の後端部の一部が入り込んでいる。収容孔17と各圧縮室26とは、シリンダブロック11において軸線Lを中心として放射状に形成された複数の第1連通孔18を介してそれぞれ連通されている。第1連通孔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(開口18a)。
図2及び図3に示すように、前記シリンダブロック11において複数のシリンダボア23に囲まれた中心部には、ラジアルベアリング46よりも後方側に、横断面円形状をなす収容孔17が形成されている。シリンダブロック11の後端面において収容孔17の開口周囲には、弁・ポート形成体13を貫通するボス部43が突設されている。収容孔17内には、駆動軸16の後端部の一部が入り込んでいる。収容孔17と各圧縮室26とは、シリンダブロック11において軸線Lを中心として放射状に形成された複数の第1連通孔18を介してそれぞれ連通されている。第1連通孔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(開口18a)。
前記収容孔17内には、円筒状なすスリーブ40が収容されている。スリーブ40の周壁には、第1連通孔18と同じ数の第2連通孔19が、内外へと貫通形成されている。第2連通孔19は、スリーブ40の外周面40aにおいて、第1連通孔18の開口18aと対向する位置で開口されている(開口19a)。
前記スリーブ40の外径は、収容孔17の内径よりも小さくされている。この径差によって、スリーブ40の外周面40aと収容孔17の内周面17aとの間には、スリーブ40をその周方向に取り囲む円筒領域に、隙間が形成されている。該隙間が変形抑制空間47をなしている。変形抑制空間47内には弾性部材41が収容配置されている。弾性部材41は、例えば、水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム等のゴム製である。
前記弾性部材41は、スリーブ40の外周面40aに加硫接着されている。弾性部材41は、スリーブ40の外周面40aにおいて第2連通孔19の開口19aを除く領域をほぼ全て覆う形状を有している。スリーブ40は、その外周面40aに弾性部材41が接着された状態で、収容孔17内に圧入固定されている。つまり、スリーブ40は、収容孔17内において弾性部材41を介してシリンダブロック11に支持されている。なお、図示しないが、スリーブ40とシリンダブロック11又はリヤハウジング14との間には、凹凸係合等による該スリーブ40の回り止めが介在されている。
前記弾性部材41の外周面には、複数の突状部41a,41bが線状に形成されている。この突状部41a,41bの形成により、収容孔17の内周面17aとスリーブ40の外周面40aとの間における弾性部材41の弾性変形代を大きくできる。このようにすることで、例えば、弾性部材41が接着されたスリーブ40を収容孔17内へとスムーズに圧入することができ、該圧入時の応力でスリーブ40が変形することを抑制できる。
前記複数の突状部41a,41bのうち、第2連通孔19の開口19aに対して最も近くに位置する突状部41bは、複数の開口19aをそれぞれ個別に取り囲む円環状をなしている。従って、突状部41bの先端は、収容孔17の内周面17aに対して、第1連通孔18の開口18aを取り囲む円環状領域で圧接されている。つまり、弾性部材41は、収容孔17の内周面17aにおける第1連通孔18の開口18aと、スリーブ40の外周面40aにおける第2連通孔19の開口19aとをそれぞれ取り囲む形状を有している。
前記スリーブ40内にはロータリーバルブ35が収容されている。ロータリーバルブ35は、前方側が底となる有底円筒状をなしている。ロータリーバルブ35は、スリーブ40の円筒内面(内周面)たる摺動面40bによって摺動可能に支持されている。ロータリーバルブ35の前端面と駆動軸16の後端面とは、周知のキー構造44を介して連結されている。従って、ロータリーバルブ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。
前記リヤハウジング14の前面において吸入通路27の開口周囲には、円筒状の支持部14aが突設されている。支持部14aには摺動リング38が圧入固定されている。ロータリーバルブ35の後端面は、摺動リング38に対して摺動可能に当接されている。つまり、ロータリーバルブ35は、摺動リング38を介してリヤハウジング14にスラスト受けされている。
前記ロータリーバルブ35の筒内空間は導入室36をなしている。導入室36は吸入通路27に連通されている。駆動軸16内に形成された抽気通路31の一端は、導入室36内に連通されている。つまり、導入室36は抽気通路31の一部を構成する。なお、駆動軸16内に形成された抽気通路31の他端は、ラジアルベアリング45の後方にてクランク室15に開口されている。
外部冷媒回路の蒸発器からの低圧冷媒ガスは、前記吸入通路27を介して導入室36へと導入される。ロータリーバルブ35において、スリーブ40の摺動面40bと摺動する外周面35aには、導入室36と常時連通される吸入案内孔37が形成されている。吸入案内孔37は、ロータリーバルブ35の外周面35aにおいて周方向の一定区間で開口されている。スリーブ40の摺動面40bにおいて第2連通孔19は、吸入案内孔37と対向可能な領域で開口されている(開口19b)
さて、前記ロータリーバルブ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がスリーブ40の第2連通孔19に対して連通する。従って、ロータリーバルブ35の導入室36内の低圧冷媒ガスは、該ロータリーバルブ35の吸入案内孔37、スリーブ40の第2連通孔19及びシリンダブロック11の第1連通孔18を同順に経由して圧縮室26へと吸入される。
さて、前記ロータリーバルブ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がスリーブ40の第2連通孔19に対して連通する。従って、ロータリーバルブ35の導入室36内の低圧冷媒ガスは、該ロータリーバルブ35の吸入案内孔37、スリーブ40の第2連通孔19及びシリンダブロック11の第1連通孔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が第2連通孔19に対して周方向へ完全にずれ、吸入通路27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・吐出行程に移行されると、ロータリーバルブ35の外周面35aにおいて吸入案内孔37が開口していない領域(シール領域)によって、第2連通孔19と吸入案内孔37との間が閉塞状態に保持され、冷媒ガスの圧縮及び圧縮済みガスの吐出室28への吐出が妨げられることはない。
上記構成の本実施形態においては次のような作用効果を奏する。
(1)圧縮機10においては、その組立作業時におけるハウジングの締結固定の際や、車両への搭載作業時におけるエンジンへの締結固定の際に、シリンダブロック11が締付力の作用によって変形することがある。しかし、シリンダブロック11において、ロータリーバルブ35との摺動面40bの径方向外側には、変形抑制空間47が設けられている。変形抑制空間47は、シリンダブロック11の変形を許容(吸収)することで、該シリンダブロック11の変形の影響が摺動面40bにまで及ぶことを抑制する。従って、シリンダブロック11の変形によっても摺動面40bが変形することを抑制でき、該摺動面40bとロータリーバルブ35の外周面35aとの間の接触摺動性及びシール性を良好に維持することができる。
(1)圧縮機10においては、その組立作業時におけるハウジングの締結固定の際や、車両への搭載作業時におけるエンジンへの締結固定の際に、シリンダブロック11が締付力の作用によって変形することがある。しかし、シリンダブロック11において、ロータリーバルブ35との摺動面40bの径方向外側には、変形抑制空間47が設けられている。変形抑制空間47は、シリンダブロック11の変形を許容(吸収)することで、該シリンダブロック11の変形の影響が摺動面40bにまで及ぶことを抑制する。従って、シリンダブロック11の変形によっても摺動面40bが変形することを抑制でき、該摺動面40bとロータリーバルブ35の外周面35aとの間の接触摺動性及びシール性を良好に維持することができる。
また、前記変形抑制空間47によって摺動面40bの変形を抑制することができるため、例えば、該変形抑制のために、シリンダブロック11において収容孔17とシリンダボア23との間を厚肉として該部位の剛性を高める必要がない。従って、収容孔17とシリンダボア23とを近づけて配置することができ、該収容孔17とシリンダボア23とを接続する通路(第1連通孔18及び第2連通孔19)を短くすることができる。よって、圧縮室26のデッドボリュームたる該通路(第1連通孔18及び第2連通孔19)の容積を小さくすることができ、圧縮機10の圧縮効率を向上させることができる。
(2)変形抑制空間47は、シリンダブロック11においてスリーブ40(摺動面40b)の径方向外側を取り囲むようにして形成されている。従って、シリンダブロック11の変形が摺動面40bの周囲において何れの位置で発生したとしても、該変形を変形抑制空間47によって確実に吸収することができる。よって、シリンダブロック11の変形の影響が摺動面40bにまで及ぶこと、つまりは該摺動面40bが変形することを、効果的に抑制できる。
(3)シリンダブロック11の収容孔17内にスリーブ40が収容され、該スリーブ40の内周面が摺動面40bをなしている。このように、ロータリーバルブ35との摺動面40bをシリンダブロック11とは別部材(スリーブ40)によって提供することで、シリンダブロック11の変形の影響が摺動面40bにまで及ぶこと、つまりは該摺動面40bが変形することを、さらに効果的に抑制できる。
つまり、例えば、前記スリーブ40と同等の部位(円筒部)がシリンダブロック11に一体形成されている場合、言い換えれば摺動面40bがシリンダブロック11に直接形成されている場合(この態様も本発明の趣旨を逸脱するものではない)には、たとえ変形抑制空間47を備えているとしても、シリンダブロック11の変形の影響が摺動面40bに対して直接的に波及する危惧が残るのである。
(4)変形抑制空間47内には弾性部材41が収容されている。弾性部材41は、収容孔17の内周面17aにおける第1連通孔18の開口18aと、スリーブ40の外周面40aにおける第2連通孔19の開口19aとをそれぞれ取り囲む形状を有している。つまり、弾性部材41は、スリーブ40の外周面40aと収容孔17の内周面17aとの間において、第1連通孔18の開口18aと該開口18aに臨む第2連通孔19の開口19aとを、冷媒ガスの漏れなく連通させるシール機能を有している。従って、例えば、圧縮・吐出行程にある圧縮室26の高圧冷媒ガスが、収容孔17の内周面17aにおける第1連通孔18の開口18aから、スリーブ40の外周面40aと収容孔17の内周面17aとの間を介して漏出することを抑制できる。よって、圧縮機10の効率を向上させることができる。
なお、前記弾性部材41は、シリンダブロック11の変形に応じて弾性変形する。従って、弾性部材41の存在が、変形抑制空間47による前述した作用(シリンダブロック11の変形の影響が摺動面40bに及ぶこと抑制する)の妨げとなることはない。
(5)スリーブ40は、収容孔17内において弾性部材41を介してシリンダブロック11に支持されている。このように、ロータリーバルブ35を支持するスリーブ40を、シリンダブロック11によって弾性部材41を介して間接的に支持させることで、シリンダブロック11の変形の影響が摺動面40bにまで及ぶこと、つまりは該摺動面40bが変形することを、さらに効果的に抑制できる。
つまり、例えば、前記スリーブ40が、シリンダブロック11に固定されて該シリンダブロック11に一体化されている場合、言い換えればスリーブ40がシリンダブロック11に直接支持されている場合(この態様も本発明の趣旨を逸脱するものではない)には、たとえ変形抑制空間47を備えているとしても、シリンダブロック11の変形の影響がスリーブ40に対して直接的に波及する危惧が残るのである。
○第2実施形態
図4及び図5に示す第2実施形態においては、上記第1実施形態からスリーブ40及び弾性部材41が削除されている。ロータリーバルブ35は、摺動面たる収容孔17の内周面17aによって摺動可能に支持されている。
図4及び図5に示す第2実施形態においては、上記第1実施形態からスリーブ40及び弾性部材41が削除されている。ロータリーバルブ35は、摺動面たる収容孔17の内周面17aによって摺動可能に支持されている。
前記シリンダブロック11において収容孔17の径方向外側には、変形抑制空間50が形成されている。変形抑制空間50は、駆動軸16の軸線Lに沿う方向へ、ロータリーバルブ35よりも若干長く延在されている。変形抑制空間50は、収容孔17の内周面17aの径方向外側を取り囲むようにして、複数が形成されている。各変形抑制空間50は、複数のシリンダボア23の配列領域よりも径方向内側、詳しくは軸線Lを中心としかつ各シリンダボア23の外形円筒に外接する円筒よりも径方向内側の領域に配置されている。
前記複数の変形抑制空間50は、ロータリーバルブ35の周方向において、複数の連通孔18と交互となるように配置されている。つまり、各変形抑制空間50は、シリンダブロック11において連通孔18を避けて形成されている。各変形抑制空間50は、周方向に隣り合う連通孔18間において、収容孔17の内周面17aに沿って周方向へと延在されている。各変形抑制空間50は、シリンダブロック11の外面の一部たるボス部43の後端面43aで開口されている。つまり、各変形抑制空間50は、シリンダブロック11に形成された空間用孔51の内空間がなしている。
上記構成の本実施形態においても上記第1実施形態の(1)及び(2)と同様な効果を奏する他、変形抑制空間50は、シリンダブロック11に形成された空間用孔51の内空間がなしている。従って、シリンダブロック11とは別体の部材を使用しなくとも変形抑制空間50を形成することができ、部品点数を低減できて圧縮機10のコスト低減を図り得る。
また、前記空間用孔51は、シリンダブロック11において連通孔18を避けて形成されている。従って、連通孔18から変形抑制空間50へと冷媒ガスが漏れることを、シリンダブロック11とは別体のシール部材を使用しなくとも確実に抑制することができる。よって、空間用孔51をシリンダブロック11に形成する手間のみで済み、変形抑制空間50を備えることによる部品点数の増加を伴わず、圧縮機10のコスト低減を図り得る。
なお、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できる。
○上記第1実施形態において弾性部材41はゴム製であったが、これに限定されるものではなく、弾性及びシール性を有するものであれば例えば樹脂製であってもよい。
○上記第1実施形態において弾性部材41はゴム製であったが、これに限定されるものではなく、弾性及びシール性を有するものであれば例えば樹脂製であってもよい。
○上記第1実施形態において弾性部材41は、スリーブ40の外周面40aにおいて第2連通孔19の開口19aを除く領域をほぼ全て覆う形状を有していた。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、スリーブ40の外周面40aにおいて、第2連通孔19の開口19a付近にのみ該開口19aを取り囲む円環状に弾性部材41を取着してもよい。
この場合、前記収容孔17内における、弾性部材41によるスリーブ40の支持が不安定となりがちとなる。このため、スリーブ40の端部を、シリンダブロック11又はリヤハウジング14に対して、圧入等によって固定するようにしてもよい。或いはスリーブ40と同等の部位(円筒部)を、シリンダブロック11又はリヤハウジング14に一体形成してもよい。
○上記第1実施形態において弾性部材41から突状部41a,41bを削除すること。
○上記各実施形態においてロータリーバルブ35は、駆動軸16にキー構造44を介して連結されていた。これを変更し、ロータリーバルブ35を駆動軸16に圧入固定して連結すること。
○上記各実施形態においてロータリーバルブ35は、駆動軸16にキー構造44を介して連結されていた。これを変更し、ロータリーバルブ35を駆動軸16に圧入固定して連結すること。
○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。この場合、フロント側のシリンダボア群に用いられる吸入弁機構、及びリヤ側のシリンダボア群に用いられる吸入弁機構のそれぞれに本発明を適用してもよいし、一方にのみ本発明を適用してもよい。
○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。この場合、フロント側のシリンダボア群に用いられる吸入弁機構、及びリヤ側のシリンダボア群に用いられる吸入弁機構のそれぞれに本発明を適用してもよいし、一方にのみ本発明を適用してもよい。
○本発明を、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。
上記実施形態又は別例から把握できる技術的思想について記載する。
(1)前記弾性部材において前記収容孔の前記内周面に臨む外面には突状部が形成されている請求項5に記載のピストン式圧縮機。
上記実施形態又は別例から把握できる技術的思想について記載する。
(1)前記弾性部材において前記収容孔の前記内周面に臨む外面には突状部が形成されている請求項5に記載のピストン式圧縮機。
10…ピストン式圧縮機たる容量可変型斜板式圧縮機、11…シリンダブロック、17…収容孔(a…第2実施形態にあっては摺動面をなす内周面)、18…第1連通孔(連通孔(第2実施形態)(a…開口))、19…第2連通孔(a,b…開口)、23…シリンダボア、24…ピストン、26…圧縮室、27…吸入圧領域としての吸入通路、35…ロータリーバルブ、37…吸入案内孔、40…スリーブ(a…外周面、b…摺動面)、41…弾性部材、47…変形抑制空間、49…吸入弁機構、50…変形抑制空間(第2実施形態)、51…空間用孔。
Claims (7)
- ピストンが往復動することで、シリンダボア内の圧縮室においてガスの圧縮が行われるピストン式圧縮機であって、前記ピストンの往復動と同期して回転するロータリーバルブが吸入弁機構として用いられ、該ロータリーバルブが、シリンダブロック内に配置された円筒内面よりなる摺動面によって摺動可能に支持されてなるピストン式圧縮機において、
前記シリンダブロックにおいて前記摺動面の径方向外側には、該シリンダブロックの変形の影響が前記摺動面に及ぶことを抑制する変形抑制空間が設けられていることを特徴とするピストン式圧縮機。 - 前記変形抑制空間は、前記シリンダブロックにおいて前記摺動面の径方向外側を取り囲むようにして設けられている請求項1に記載のピストン式圧縮機。
- 前記ロータリーバルブは前記シリンダブロックに形成された収容孔内に収容され、該収容孔内において前記ロータリーバルブの径方向外側には、円筒状をなすスリーブが収容され、該スリーブの内周面が前記摺動面をなし、前記スリーブの外周面と前記収容孔の内周面との間には隙間が形成され、該隙間が前記変形抑制空間をなしている請求項2に記載のピストン式圧縮機。
- 前記ロータリーバルブの外周面には、吸入圧領域からガスが導入され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収容孔と前記圧縮室とを連通する第1連通孔が形成され、前記スリーブには、前記ロータリーバルブの前記吸入案内孔と前記シリンダブロックの前記第1連通孔とを連通する第2連通孔が形成され、前記変形抑制空間内には弾性部材が収容され、該弾性部材は、前記収容孔の前記内周面における前記第1連通孔の開口と、前記スリーブの前記外周面における前記第2連通孔の開口とをそれぞれ取り囲む形状を有している請求項3に記載のピストン式圧縮機。
- 前記スリーブは、前記収容孔内において前記弾性部材を介して前記シリンダブロックに支持されている請求項4に記載のピストン式圧縮機。
- 前記ロータリーバルブは前記シリンダブロックに形成された収容孔内に収容され、該収容孔の内周面が前記摺動面をなし、前記ロータリーバルブの外周面には、吸入圧領域からガスが導入され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圧縮室と前記ロータリーバルブの前記吸入案内孔とを連通する連通孔が形成されており、前記シリンダブロックに形成された空間用孔の内空間が前記変形抑制空間をなしている請求項1又は2に記載のピストン式圧縮機。
- 前記空間用孔は、前記シリンダブロックにおいて前記連通孔を避けて形成されている請求項6に記載のピストン式圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003428206A JP2005188328A (ja) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | ピストン式圧縮機 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101453103B1 (ko) * | 2008-09-11 | 2014-10-27 | 한라비스테온공조 주식회사 | 압축기 |
KR101607707B1 (ko) * | 2009-09-30 | 2016-03-30 | 한온시스템 주식회사 | 가변용량형 사판식 압축기 |
JP2020133548A (ja) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | サンデン・オートモーティブコンポーネント株式会社 | 可変容量圧縮機 |
-
2003
- 2003-12-24 JP JP2003428206A patent/JP2005188328A/ja active Pending
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JP7185560B2 (ja) | 2019-02-22 | 2022-12-07 | サンデン株式会社 | 可変容量圧縮機 |
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