JP2007023855A - Variable displacement compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可変容量型圧縮機に係り、詳しくは、車両の空調システムの冷凍回路に組み込まれて好適な可変容量型圧縮機に関する。 The present invention relates to a variable displacement compressor, and more particularly to a variable displacement compressor that is preferably incorporated in a refrigeration circuit of a vehicle air conditioning system.
この種の圧縮機は冷凍回路に組み込まれ、例えば自動車ではエンジンルーム内に配置される。より具体的には、この圧縮機はエンジンルームと車室との間を区画するインストルメントパネル内に配置された蒸発器に冷媒循環経路の復路を介して接続され、この循環経路の往路には凝縮器及び膨張弁が介挿されている。そして、圧縮機は冷媒を循環経路の復路から吸い込んで圧縮し、この圧縮した冷媒ガスを凝縮器に向けて吐出する。 This type of compressor is incorporated in a refrigeration circuit, and is disposed in an engine room in an automobile, for example. More specifically, this compressor is connected to an evaporator disposed in an instrument panel that partitions between an engine room and a vehicle compartment via a return path of the refrigerant circulation path, A condenser and an expansion valve are inserted. The compressor sucks and compresses the refrigerant from the return path of the circulation path, and discharges the compressed refrigerant gas toward the condenser.
このプロセスにおいて圧縮機内の圧力が異常に高くなることがあり、これは圧縮機の正常運転を妨げる要因となる。そこで、異常高圧時における圧縮機の保護を図るべく高圧リリーフ弁を作動させ、圧縮された冷媒ガスを大気側に開放する技術(特許文献1)や、圧縮された冷媒ガスをクランク室に導く技術(特許文献2)が開示されている。
ところで、上記特許文献1のように圧縮された冷媒ガスをハウジングの外側へ向けて開放するのでは、圧縮機内の圧力は低減可能であったとしても、環境負荷に対する影響が懸念される。しかも、圧縮冷媒ガスの損失によって冷房能力の能力低下やエンジンルーム内における圧縮機周辺部品に与える影響が大きくなるとの問題も生ずる。
一方、上記特許文献2の圧縮機によっても圧縮機の保護を図ることが可能であるが、当該圧縮機は外部制御方式のものであり、ハウジングに対して吐出室とクランク室とを連通する通路の構成が別途必要になる。換言すれば、外部制御方式の圧縮機の製造工程において、ハウジング内の通路の加工が圧縮機の本来の構成とは別個独立して必要になり、圧縮機の生産性や経済性の面で劣るとの問題がある。
By the way, if the compressed refrigerant gas is opened toward the outside of the housing as in Patent Document 1, even if the pressure in the compressor can be reduced, there is a concern about the influence on the environmental load. In addition, there is a problem that the loss of the compressed refrigerant gas causes a decrease in cooling capacity and an effect on the peripheral components of the compressor in the engine room.
On the other hand, although it is possible to protect the compressor by the compressor disclosed in
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、環境負荷の低減に寄与しつつ、圧縮機内の圧力を低減させ、且つ、圧縮機の生産性や経済性の面で有利な可変容量型圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and is capable of reducing the pressure in the compressor while contributing to the reduction of the environmental load, and is advantageous in terms of the productivity and economical efficiency of the compressor. An object is to provide a mold compressor.
上記の目的を達成するべく、請求項1記載の可変容量型圧縮機は、冷媒回路から吸入した冷媒を圧縮し、吸入圧力を設定値にすべくクランク室の圧力調整によって吐出容量を変更し、圧縮冷媒ガスを吐出室に吐出する可変容量型圧縮機であって、圧縮機は、ハウジングと、ハウジング内に形成され、冷媒の圧縮が行われるシリンダボアと、シリンダボア内を往復運動するピストンと、吐出室とクランク室とを連通する通路と、通路に設けられ、高圧時には吐出室からクランク室への圧縮冷媒ガスの排出を許容する一方、通常時には吐出室からクランク室への圧縮冷媒ガスの流量を制御する吐出圧力調整装置とを具備したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the variable displacement compressor according to claim 1 compresses the refrigerant sucked from the refrigerant circuit and changes the discharge capacity by adjusting the pressure in the crank chamber so as to set the suction pressure to a set value. A variable displacement compressor that discharges a compressed refrigerant gas into a discharge chamber, the compressor including a housing, a cylinder bore that is formed in the housing and that compresses the refrigerant, a piston that reciprocates in the cylinder bore, and a discharge A passage that communicates between the chamber and the crank chamber, and allows passage of the compressed refrigerant gas from the discharge chamber to the crank chamber at a high pressure, while normally allowing a flow rate of the compressed refrigerant gas from the discharge chamber to the crank chamber. And a discharge pressure adjusting device to be controlled.
また、請求項2記載の発明では、吐出圧力調整装置は、高圧時には圧縮冷媒ガスの排出を許容する高圧リリーフ弁と、通常時には圧縮冷媒ガスの流量を制御するオリフィスとから構成されることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, the discharge pressure adjusting device includes a high-pressure relief valve that allows discharge of the compressed refrigerant gas at a high pressure, and an orifice that controls the flow rate of the compressed refrigerant gas at a normal time. It is said.
従って、請求項1記載の本発明の可変容量型圧縮機によれば、吐出圧力調整装置は、ハウジングの外側へ向けてではなく、ハウジングの内側へ向けて圧縮冷媒ガスの排出を許容するように配置されている。よって、圧縮機内の圧力を低減させるとともに、圧縮冷媒ガスの大気への開放が回避され、環境負荷の低減に寄与する。更に、圧縮冷媒ガスの損失が少なくなって冷房能力の低下防止も達成されるし、圧縮機周辺部品に与える影響も少なくなる。 Therefore, according to the variable displacement compressor of the present invention as set forth in claim 1, the discharge pressure adjusting device allows the discharge of the compressed refrigerant gas not toward the outside of the housing but toward the inside of the housing. Has been placed. Therefore, the pressure in the compressor is reduced, and opening of the compressed refrigerant gas to the atmosphere is avoided, contributing to a reduction in environmental load. Further, the loss of the compressed refrigerant gas is reduced and the cooling capacity is prevented from being lowered, and the influence on the peripheral components of the compressor is reduced.
また、吐出圧力調整装置は吐出室とクランク室との間に配設され、高圧時には圧縮機の保護装置としての機能を有する一方、通常時には内部制御方式の流量制御装置としての機能を有しており、一体化した機能を備えている。この結果、内部制御方式の現有の通路に吐出圧力調整装置の構成を組み込むことで済み、外部制御方式の圧縮機に比して圧縮機の生産性や経済性の面で有利となる。 Further, the discharge pressure adjusting device is disposed between the discharge chamber and the crank chamber, and has a function as a compressor protection device at a high pressure, and normally has a function as a flow control device of an internal control system. It has an integrated function. As a result, it is only necessary to incorporate the configuration of the discharge pressure adjusting device in the existing passage of the internal control system, which is advantageous in terms of the productivity and economy of the compressor as compared with the compressor of the external control system.
更に、上記通路を用い、高圧時には圧縮冷媒ガスが吐出室からクランク室に供給されると、吐出室内の圧力が低下する一方、クランク室内の圧力は上昇して吐出容量を減少させる。従って、圧縮機の保護機能が更に向上する。
更にまた、ハウジングの外側に取り付けられる部品が削減され、例えばエンジンルームに対する圧縮機のためのスペースも縮小できる。
Further, when compressed refrigerant gas is supplied from the discharge chamber to the crank chamber at a high pressure using the above passage, the pressure in the discharge chamber decreases, while the pressure in the crank chamber increases to decrease the discharge capacity. Therefore, the protection function of the compressor is further improved.
Furthermore, the number of parts attached to the outside of the housing is reduced, and for example, the space for the compressor relative to the engine room can be reduced.
また、請求項2記載の発明によれば、既存の高圧リリーフ弁とオリフィスとを組み合わせて吐出圧力調整装置を構成させれば、圧縮機の経済性の面でより有利となる。 According to the second aspect of the present invention, if the discharge pressure adjusting device is configured by combining the existing high-pressure relief valve and the orifice, it becomes more advantageous in terms of economical efficiency of the compressor.
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る揺動板式の可変容量型圧縮機を示す。当該圧縮機2はシリンダブロック(ハウジング)6を備え、このシリンダブロック6の一端側にはフロントハウジング4が接合され、他端側にはシリンダヘッド8が複数個の連結ボルト9を介して接合されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a swing plate type variable displacement compressor according to this embodiment. The
フロントハウジング4内にはその中央に駆動軸10が配置され、この駆動軸10の一端側はフロントハウジング4を貫通し、軸受12を介してフロントハウジング4に回転自在に支持されている。一方、駆動軸10の他端はシリンダブロック6の中央に貫通して形成された中央孔14に進入し、軸受16を介してシリンダブロック6に回転自在に支持されている。
A drive shaft 10 is disposed in the center of the front housing 4, and one end of the drive shaft 10 passes through the front housing 4 and is rotatably supported by the front housing 4 via a
駆動軸10の一端は駆動プーリ18に電磁クラッチ20を介して連結可能となっており、電磁クラッチ20は駆動プーリ18に内蔵されている。駆動プーリ18は軸受22を介してフロントハウジング4に回転自在に支持され、車両のエンジン(図示しない)から動力を受けて回転される。従って、電磁クラッチ20がオン作動されると、駆動プーリ18の回転が駆動軸10に伝達され、この駆動軸10は一方向に回転される。
One end of the drive shaft 10 can be connected to a
シリンダブロック6内には例えば7個のシリンダボア24が形成されている。これらシリンダボア24はシリンダブロック6の周方向に等間隔を存して配置され、駆動軸10と平行にしてシリンダブロック6をその軸線方向に貫通している。
各シリンダボア24内にはピストン26が摺動自在に嵌合されており、これらピストン26はロッド25に連結され、このロッド25がクランク室28内に突出されている。この突出したロッド25の端部の外周縁は揺動板32に摺動自在に連結されている。
For example, seven
Pistons 26 are slidably fitted in the
揺動板32は斜板34を介して駆動軸10に取り付けられ、この駆動軸10にはフロントハウジング4と斜板34との間に位置するロータアーム36が取り付けられている。これら斜板34及びロータアーム36は駆動軸10と一体に回転し、斜板34はロータアーム36にヒンジ38を介して連結され、傾動可能に構成されている。更に、駆動軸10には、リターンスプリング40がこの駆動軸10を囲繞するように取り付けられており、このリターンスプリング40は斜板34をフロントハウジング4側に押圧付勢している。
The
また、揺動板32の背面側にはバランスリング30が斜板34を介して取り付けられ、更に、揺動板32の下部にはスライダ35が嵌め込まれている。そして、揺動板32は、このスライダ35とフロントハウジング4及びシリンダブロック6に両側が支持されたガイドレール39とで構成される回転阻止機構により、回転することなく揺動する。
一方、シリンダブロック6とシリンダヘッド8との間には円形のバルブプレート42が挟持されており、このバルブプレート42は各シリンダボア24内に、そのピストン26の他端との間にて作動流体としての冷媒ガスの圧縮を行わせる。バルブプレート42にはシリンダボア24毎に吸入ポート46及び吐出ポート48がそれぞれ形成されている。図から明らかなように、バルブプレート42の径方向でみて、吸入ポート46は対応する吐出ポート48の外側に位置付けられている。
A
On the other hand, a
シリンダヘッド8は、シリンダブロック6に向けて開口したカップ形状をなし、このカップ形状の開口端はバルブプレート42に気密に嵌合され、シリンダブロック6に連結される。また、シリンダヘッド8はその内部に互いに独立した環状の吸入室50と、吐出室52とを有している。吐出室52はシリンダヘッド8の中央部に配置され、吸入室50はその外周側に配置されている。
The cylinder head 8 has a cup shape opened toward the
吸入室50は各シリンダボア24にそれぞれ吸入弁54を介して連通することができる。これに対し、吐出室52は各シリンダボア24にそれぞれ吐出弁56を介して連通することができる。詳しくは、吸入弁54はシリンダブロック6とバルブプレート42との間に挟持され、取付けボルト60を介して取り付けられている。これに対し、吐出弁56は吐出室52側のバルブプレート42の面にその弁開度を制限するストッパ58とともに取付けボルト60を介して取り付けられている。
The
一方、当該圧縮機2は吐出圧力に応じて吸入圧力が一義的に決まる内部制御方式のものである。具体的には、シリンダブロック6には吐出室52とクランク室28とを連通する通路70が配設されており、吐出室52内の冷媒ガスの一部は通路70を介してクランク室28に流入される。また、クランク室28と吸入室50とは軸受16の隙間及び連通路49を介して連通され、中央孔14内に配設された流量補正制御弁15によって吸入室50への流出ガス量の調節が行われている。これにより、吸入圧力Psを所定の設定値にする。
On the other hand, the
この流量補正制御弁15には吸入圧力Ps、クランク室圧力Pc及び吐出圧力Pdの各圧力が作用する。これら各圧力が上昇すると、流量補正制御弁15の開度が増加してクランク室圧力Pcが低下する。これに対し、各圧力が低下すると、流量補正制御弁15の開度が減少してクランク室圧力Pcが上昇する。これらクランク室圧力Pcの増減に応じて斜板34の傾斜角度が変更されて吐出容量が変更される。
Each of the suction pressure Ps, the crank chamber pressure Pc, and the discharge pressure Pd acts on the flow rate
ここで、シリンダブロック6の通路70には吐出圧力調整装置が配設されている。詳しくは図2に示されるように、通路70は中央孔14の外周側に設けられており、この通路70内に上記吐出圧力調整装置の一態様としてのオリフィス74及び高圧リリーフ弁76が介挿されている。より具体的には図3に示されるように、吐出室52とクランク室28とを連通する通路70には支持板72が圧入固定され、この支持板72の下部にオリフィス74が、その上部に高圧リリーフ弁76がそれぞれ装着されている。
Here, a discharge pressure adjusting device is disposed in the
この高圧リリーフ弁76は環状の弁本体78を備え、この弁本体78のクランク室28側に孔80が設けられている。また、高圧リリーフ弁76はスプリング82を備えており、スプリング82は弁本体78内に挿入されている。更に、この弁本体78内には弁部材84及びシール部材86も挿入され、スプリング82によって閉弁方向に付勢されている。これら弁部材84及びシール部材86の吐出室52側は蓋部材88に当接され、この蓋部材88は弁本体78の吐出室52側に圧入固定される。蓋部材88にはその中央部分に孔90が形成されており、閉弁時にはシール部材86に係合される。
The high-
再び図1に戻ると、吸入室50及び吐出室52は冷凍回路の冷媒循環経路62に接続され、この冷媒循環経路62には吐出室52側から凝縮器64、膨張弁66及び蒸発器68が順次介挿されている。凝縮器64及び膨張弁66は圧縮機2と同様に車両のエンジンルーム内に配置され、これに対し、蒸発器68は車両の車室側に配置されている。
そして、圧縮機2の駆動軸10とともに斜板34が回転されると、この斜板34の回転は揺動板32及びロッド35を介して各ピストン26の往復直線運動に変換される。ここで、ピストン26がそのシリンダボア24内の容積を増加させる方向に移動すると、吸入弁54が開かれ、吸入室50から吸入ポート46を通じて冷媒ガスが吸い込まれる。この後、ピストン26がシリンダヘッド8側に向けて移動すると、シリンダボア24内に吸い込まれた冷媒は圧縮され、この圧縮圧が吐出弁56の締切圧を越えた時点で吐出弁56が開かれる。この結果、圧縮冷媒ガスはシリンダボア24から吐出ポート48を通じて吐出室52内、つまり、冷媒循環経路62に向けて吐出される。この吐出された冷媒は、この後、凝縮器64にて凝縮され、膨張弁66を通じて気液混合状態の冷媒が蒸発器68に供給される。この2相の冷媒は蒸発器68内にて気化し、この気化熱よって蒸発器68周辺の空気が冷却される。従って、このような冷却空気を車室内に導入させて、車室内の冷房を行うことができる。
Returning to FIG. 1 again, the
When the
一方、吐出室52の内圧はクランク室28の内圧よりも高く、それ故に吐出室52内の冷媒ガスはクランク室28と吐出室52との間の圧力差に基づき、通路70内のオリフィス74を通じてクランク室28に向けて一定量の供給が常時行われる。
ここで、圧縮機2の負荷が増大し、例えば、吐出室52内の圧縮冷媒ガスが、冷媒やその冷媒中の潤滑油の液圧縮等に起因して瞬間的に上昇し、仮に吐出室52に衝撃圧が発生した場合には、この衝撃圧は通路70内の高圧リリーフ弁102を作動させる。すなわち、弁部材84及びシール部材86は、吐出室52内の圧力が所定のリリーフ圧以上に達すればスプリング82の付勢力に抗して開弁し、弁部材84の外周を介して吐出室52とクランク室28と連通させ、上記オリフィス74による流量以上の流量をクランク室28に向けて供給する。
On the other hand, the internal pressure of the
Here, the load on the
以上のように、本実施形態の圧縮機2によれば、高圧リリーフ弁76は、大気側、つまり、シリンダブロック6の外側へ向けてではなく、クランク室28、つまり、シリンダブロック6の内側へ向けて圧縮冷媒ガスの排出を許容している。従って、圧縮機2への負荷圧力を低減させ、且つ、圧縮冷媒ガスの大気への開放を回避する。この結果、環境負荷の低減に貢献できる。これは、将来、冷媒の大気放出に関する環境規制がなされた場合にも対応可能となる。更に、圧縮冷媒ガスの損失が少なくなって冷房能力の低下防止も達成され、しかも、車両のエンジンルーム内における圧縮機周辺部品に与える影響も少なくなる。
As described above, according to the
また、上述の吐出圧力調整装置は吐出室52とクランク室28とを連通する通路70に配設され、高圧時には圧縮機2の保護装置としての機能を有する一方、通常時には内部制御方式の流量制御装置としての機能を有し、一体化した機能を備えている。従って、外部制御方式の圧縮機に比して現有の通路70に組み込むことで足り、圧縮機2の生産性や経済性の面で有利となる。
The discharge pressure adjusting device described above is disposed in the
更に、高圧時には圧縮冷媒ガスが吐出室52からクランク室28に供給されると、吐出室52内の圧力が低下する一方、クランク室28内の圧力が上昇し、斜板34は吐出容量を減少させる方向に移動し、斜板34による仕事が回避される。この結果、圧縮機2の保護機能が更に向上する。
更にまた、シリンダブロック6やシリンダヘッド8の外側に取り付けられる部品が削減され、エンジンルームに対する圧縮機2のためのスペースも縮小できる。
Furthermore, when compressed refrigerant gas is supplied from the
Furthermore, the parts attached to the outside of the
また、既存のオリフィス74と既存の高圧リリーフ弁76とを組み合わせて上記吐出圧力調整装置を構成させれば、圧縮機2の経済性の面でより有利となる。
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、圧縮機2におけるシリンダボア24は7個に限らず、その数に何ら制約されるものではない。また、揺動板式の可変容量型圧縮機に必ずしも限定されるものではなく、例えば斜板式の可変容量型圧縮機等にも適用可能である。
If the discharge pressure adjusting device is configured by combining the existing
The description of one embodiment of the present invention is finished above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the number of cylinder bores 24 in the
2 可変容量型圧縮機
6 シリンダブロック(ハウジング)
24 シリンダボア
26 ピストン
28 クランク室
52 吐出室
62 冷媒回路
70 通路
74 オリフィス(吐出圧力調整装置)
76 高圧リリーフ弁(吐出圧力調整装置)
2
24 Cylinder bore 26
76 High pressure relief valve (Discharge pressure regulator)
Claims (2)
該圧縮機は、
ハウジングと、
該ハウジング内に形成され、前記冷媒の圧縮が行われるシリンダボアと、
該シリンダボア内を往復運動するピストンと、
前記吐出室と前記クランク室とを連通する通路と、
該通路に設けられ、高圧時には前記吐出室から前記クランク室への圧縮冷媒ガスの排出を許容する一方、通常時には前記吐出室から前記クランク室への圧縮冷媒ガスの流量を制御する吐出圧力調整装置と
を具備したことを特徴とする可変容量型圧縮機。 A variable capacity compressor that compresses refrigerant sucked from the refrigerant circuit, changes the discharge capacity by adjusting the pressure in the crank chamber to set the suction pressure to a set value, and discharges compressed refrigerant gas into the discharge chamber,
The compressor
A housing;
A cylinder bore formed in the housing and wherein the refrigerant is compressed;
A piston that reciprocates in the cylinder bore;
A passage communicating the discharge chamber and the crank chamber;
A discharge pressure adjusting device that is provided in the passage and allows discharge of the compressed refrigerant gas from the discharge chamber to the crank chamber at a high pressure, and controls the flow rate of the compressed refrigerant gas from the discharge chamber to the crank chamber at a normal time. And a variable capacity compressor.
前記高圧時には圧縮冷媒ガスの排出を許容する高圧リリーフ弁と、
前記通常時には圧縮冷媒ガスの流量を制御するオリフィスと
から構成されることを特徴とする請求項1に記載の可変容量型圧縮機。 The discharge pressure adjusting device includes:
A high-pressure relief valve that allows discharge of the compressed refrigerant gas at the time of the high pressure;
2. The variable capacity compressor according to claim 1, wherein the compressor is configured with an orifice that controls a flow rate of the compressed refrigerant gas in the normal time.
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