JP2007092568A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブローバイによる効率低下を抑制でき、しかも、吸入用連通路の気密性の維持管理が容易にできる圧縮機を提供する。
【解決手段】 各シリンダボア６内にピストン７が配置されたシリンダブロック２ａと、シリンダブロック２ａの一端面に配置されたフロントヘッド２ｂと、シリンダブロック２ａの他端面に配置され、吸入室１８と吐出室１９が形成されたリアヘッド２ｃと、リアヘッド２ｃとシリンダブロック２ａの間に介在された弁体３とを備え、冷媒を吸入室１８に供給する吸入用連通路２２は、シリンダブロック２ａに形成された第１連通路２２ａとリアヘッド２ｃに形成された第２連通路２２ｂとを有し、第１連通路２２ａは、シリンダボア６より外周位置を通過するよう形成されていると共に、第１連通路２２ａと第２連通路２２ｂは、弁体３より外側位置で直接に連通するよう形成された。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷凍サイクルの一部を構成し、冷媒を圧縮する圧縮機に関する。

この種の従来の圧縮機としては、特許文献１に開示されたものがある。この圧縮機１００は、図６に示すように、シリンダハウジング１０１を有する。シリンダハウジング１０１は、シリンダブロック１０１ａと、シリンダブロック１０１ａの一端側に配置されたフロントヘッド１０１ｂと、シリンダブロック１０１ａの他端側に弁プレート１０２を介して配置されたリアヘッド１０１ｃとが組み付けされることによって主に構成されている。シリンダハウジング１０１の中心には駆動軸１０３が回転自在に支持されている。

シリンダブロック１０１ａ内には、駆動軸１０３を中心とする円周上に複数のシリンダボア１０４が形成されており、この各シリンダボア１０４内にピストン１０５がそれぞれ摺動自在に配置されている。フロントヘッド１０１ｂ内には、複数のシリンダボア１０４に連通するクランク室１０６が形成されている。このクランク室１０６には、駆動軸１０３と一体に回転するロータ１０７や斜板１０８が配置されている。そして、駆動軸１０３が回転すると、ロータ１０７、斜板１０８等によって各ピストン１０５がシリンダボア１０４内を往復移動するように構成されている。リアヘッド１０１ｃ内には、吸入室１１０と吐出室１１１がそれぞれ形成されている。

シリンダブロック１０１ａとリアヘッド１０１ｃの間に介在された弁プレート１０２は、複数のシリンダボア１０４と吸入室１１０及び吐出室１１１との間を仕切っている。弁プレート１０２には、各シリンダボア１０４に対応して吸入弁付きの吸入孔１１２と吐出弁付きの吐出孔１１３がそれぞれ形成されている。

又、シリンダブロック１０１ａには、圧縮機１００内に冷媒を導く吸入ポート１１４が形成されている。この吸入ポート１１４と吸入室１１０との間は吸入用連通路１１５を介して連通されている。リアヘッド１０１ｃには、圧縮機１００外に冷媒を導き出す吐出ポート１１６が形成されている。この吐出ポート１１６と吐出室１１１との間は、吐出用連通路１１７を介して連通されている。

上記構成において、冷凍サイクル内の冷媒は、吸入ポート１１４より圧縮機１００内に入り、吸入用連通路１１５を介して吸入室１１０に供給される。吸入室１１０の冷媒は、ピストン１０５の吸入行程で吸入孔１１２よりシリンダボア１０４内に供給される。シリンダボア１０４内に供給された冷媒は、ピストン１０５の圧縮行程で圧縮され、高温高圧とされて吐出孔１１３より吐出室１１１に吐出される。吐出室１１１に吐出された高温高圧の冷媒は、吐出用連通路１１７を通って吐出ポート１１６より圧縮機１００外に排出される。

ところで、ピストン１０５とシリンダブロック１０１ａは、通常では別材料によって形成され、線膨張係数が異なる。そのため、ピストン１０５の圧縮運動によってピストン１０５とその周囲のシリンダブロック１０１ａが高温になると、双方の材料の線膨張係数の相違によってブロ−バイが発生し易い。ブローバイが発生すると、クランク室１０６内に充填しているオイルがピストン１０５とシリンダボア１０４の内壁間の隙間より冷媒内に侵入したりして、圧縮機１００の効率が低下する不具合が発生する。

前記従来の圧縮機１００によれば、シリンダボア１０４の外周に吸入用連通路１１５が配置されており、この吸入用連通路１１５を冷温の冷媒が通る。この低温の冷媒によってシリンダブロック１０１ａ及びピストン１０５が冷却されるため、上記したブローバイによる効率低下が抑制される。
特開２００４−９２６４８号公報

しかしながら、従来の圧縮機１００では、吸入用連通路１１５がシリンダブロック１０１ａに形成された第１連通路１１５ａと、弁プレート１０２に形成された連通孔１１５ｂと、リアヘッド１０１ｃに形成された第２連通路１１５ｃとから構成されている。従って、吸入用連通路１１５の気密性の管理は、シリンダブロック１０１ａと弁プレート１０２とリアヘッド１０１ｃの３部材の組み付けを管理する必要があり、気密性の維持管理が面倒であるという問題がある。

そこで、本発明は、ブローバイによる効率低下を抑制でき、しかも、吸入用連通路の気密性の維持管理が容易にできる圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、複数のシリンダボアが形成され、この各シリンダボア内に前記駆動軸の回転によってそれぞれ往復移動するピストンが配置されたシリンダブロックと、このシリンダブロックの一端面に配置され、複数の前記シリンダボアに連通するクランク室が形成されたフロントヘッドと、前記シリンダブロックの他端面に配置され、吸入室と吐出室がそれぞれ形成されたリアヘッドと、このリアヘッドと前記シリンダブロックの間に介在され、複数の前記シリンダボアと前記吸入室及び前記吐出室との間を仕切る弁体とを備え、冷媒が吸入用連通路を介して前記吸入室に供給される圧縮機において、前記吸入用連通路は、前記シリンダブロックに形成された第１連通路と前記リアヘッドに形成された第２連通路とを有し、前記第１連通路は、前記シリンダボアより外周位置を通過するよう形成されていると共に、前記第１連通路と前記第２連通路は、前記弁体より外側位置で直接に連通するよう形成されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の圧縮機であって、前記吸入用連通路の一部は、他の吸入用連通路より通路断面積の大きいプレ吸入室として形成されたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２記載の圧縮機であって、前記プレ吸入室は、前記シリンダブロックの前記シリンダボアより外周位置を通過する箇所に形成されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３記載の圧縮機であって、前記プレ吸入室は、複数の前記シリンダボアのほぼ全外周に亘って配置されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、低温の冷媒がシリンダボアの外周を通るため、シリンダブロック及びピストンの温度上昇が極力抑えられ、ブローバイによる効率低下を抑制できる。又、シリンダブロックとリアヘッドという２部材間を確実に組み付けすれば、吸入用連通路の気密性の維持管理ができるため、従来例に較べて吸入用連通路の気密性の維持管理が容易である。更に、弁プレートに連通孔を形成する必要がないため、弁プレートの構成を単純化できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、圧縮機に供給される冷媒の脈動をプレ吸入室の位置で低減できる。

請求項３の発明によれば、請求項２の発明の効果に加え、シリンダボアの外周位置に一時的に保留される冷媒の容量が多くなるため、冷媒による冷却効果の向上になる。

請求項４の発明によれば、請求項３の発明の効果に加え、冷媒によってシリンダブロックのほぼ全周囲を冷却できるため、シリンダブロック及び複数のピストンを均等に効率良く冷却できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は、本発明の第１実施形態を示し、図１は圧縮機の横断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿ったシリンダブロックの断面図、図２は図１のＢ−Ｂ線に沿ったリアヘッドの断面図である。

図１に示すように、圧縮機１は、斜板片頭形可変容量式のものであり、シリンダハウジング２を有する。シリンダハウジング２は、シリンダブロック２ａと、シリンダブロック２ａの一端側に配置されたフロントヘッド２ｂと、シリンダブロック２ａの他端側に弁体３を介して配置されたリアヘッド２ｃとが組み付けされることによって主に構成されている。シリンダハウジング２の中心にはベアリング４を介して駆動軸５が回転自在に支持されている。

シリンダブロック２ａ内には、駆動軸５を中心とする円周上に複数のシリンダボア６が形成されている。この各シリンダボア６内には、片頭形のピストン７がそれぞれ摺動自在に配置されている。

フロントヘッド２ｂ内には、複数のシリンダボア６に連通するクランク室８が形成されている。このクランク室８には、駆動軸５が貫通するロータ１０とスリーブ１１とジャーナル１２と斜板１３が配置されている。ロータ１０は駆動軸５に固定され、駆動軸５と一体に回転される。スリーブ１１は、駆動軸５の軸方向に移動自在に支持されている。ジャーナル１２は、スリーブ１１の軸方向の位置に応じて揺動角度を可変するよう構成され、且つ、連結ピン１４を介してロータ１０に固定されている。斜板１３は、ジャーナル１２に固定されている。つまり、斜板１３は、駆動軸５の回転によってロータ１０と共に回転し、且つ、ジャーナル１２の軸方向の移動によって揺動角を可変するようになっている。斜板１３の外周部には、シュー１５を介して複数のピストン７の係合部７ａがそれぞれ係合されている。以上より、各ピストン７は、斜板１３の回転によってシリンダボア６内をそれぞれ往復運動し、且つ、斜板１３の揺動角によってそのストロークを可変する。

リアヘッド２ｃ内には、吸入室１８と吐出室１９がそれぞれ形成されている。

弁体３は、弁プレート３ａ、吸入弁３ｂ、吐出弁３ｃ、リテーナ３ｄとから構成され、弁体３は、シリンダブロック２ａとリアヘッド２ｃとの間を仕切るようにシリンダブロック２ａとリアヘッド２ｃの間に介在されている。弁プレート３ａは、シリンダブロック２ａ及びリアヘッド２ｃより小径に形成されているとともに、複数のシリンダボア６と吸入室１８及び吐出室１９とを連通する吸入孔１７と吐出孔２０が設けられている。弁プレート３ａのシリンダブロック２ａ側には、各シリンダボア６に対応して吸入弁３ｂが配置され、弁プレート３ａのリアヘッド２ｃ側には各シリンダボア６に対応して吐出弁３ｃが配置されている。そして、吸入弁３ｂが開くと、弁プレート３ａに設けられた吸入孔１７によってシリンダボア６が吸入室１８と連通し、吐出弁３ｃが開くと弁プレート３ａに設けられた吐出孔２０によってシリンダボア６と吐出室１９が連通する。なお、吐出弁３ｃのリアヘッド２ｃ側には吐出弁３ｃが開きすぎないようにリテーナ３ｄが配置されている。

又、シリンダブロック２ａには、図２に示すように、圧縮機１内に冷媒を導く吸入ポート２１が形成されている。この吸入ポート２１と吸入室１８との間は吸入用連通路２２を介して連通されている。吸入用連通路２２は、図１に示すように、シリンダブロック２ａに形成された第１連通路２２ａとリアヘッド２ｃに形成された第２連通路２２ｂとから構成されている。第１連通路２２ａは、シリンダボア６より外周位置を通過するよう形成されている。そして、シリンダブロック２ａのシリンダボア６より外周位置を通過する第１連通路２２ａの箇所は、他の吸入用連通路２２より通路断面積の大きいプレ吸入室２３として形成されている。又、第１連通路２２ａと第２連通路２２ｂは、弁体３より外側位置で直接に連通されている。

リアヘッド２ｃには、図３に示すように、圧縮機１外に冷媒を導き出す吐出ポート２４が形成されている。この吐出ポート２４と吐出室１９との間は、吐出用連通路２５を介して連通されている。

一方、クランク室８と吸入室１８との間には、常時連通する抽気通路（不図示）が形成されている。クランク室８と吐出室１９との間には、圧力制御弁２６が介在された給気通路２７が形成されている。圧力制御弁２６でクランク室８の圧力を調整することによって斜板１３の傾斜角を調整し、冷媒の吐出容量を可変できるようになっている。

上記構成において、冷凍サイクル内の冷媒は、吸入ポート２１より圧縮機１内に入り、吸入用連通路２２を介して吸入室１８に供給される。吸入室１８に供給された冷媒は、ピストン７の吸入行程で吸入孔１７よりシリンダボア６内に供給される。シリンダボア６内に供給された冷媒は、ピストン７の圧縮行程で圧縮され、高温高圧とされて吐出孔２０より吐出室１９に吐出される。吐出室１９に吐出された高温高圧の冷媒は、吐出用連通路２５を通って吐出ポート２４より圧縮機１外に排出される。

上記した圧縮機１の動作過程にあって、圧縮機１内に供給される低温の冷媒は、シリンダボア６の外周の吸入用連通路２２を通るため、冷媒によってシリンダブロック２ａ及びピストン７が冷却される。そのため、シリンダブロック２ａ及びピストン７の温度上昇が極力抑えられ、ブローバイによる効率低下を抑制できる。又、吸入用連通路２２は、シリンダブロック２ａ側の第１連通路２２ａとリアヘッド２ｃ側の第２連通路２２ｂとから構成され、シリンダブロック２ａとリアヘッド２ｃという２部材間を確実に組み付けすれば吸入用連通路２２の気密性を維持できるため、従来例に較べて吸入用連通路２２の気密性の維持管理が容易である。更に、従来例のように弁体３に連通孔を形成する必要がないため、弁体３の構成を単純化できる。

この第１実施形態では、吸入用連通路２２の一部は、他の吸入用連通路２２より通路断面積の大きいプレ吸入室２３として形成されているので、圧縮機１に供給される冷媒の脈動をプレ吸入室２３の位置で低減できる。

この第１実施形態では、プレ吸入室２３は、シリンダブロック２ａのシリンダボア６より外周位置を通過する箇所に形成されているので、シリンダボア６の外周位置に一時的に保留される冷媒の容量が多くなるため、冷媒による冷却効果の向上になる。

図４及び図５は本発明の第２実施形態を示し、図４は図２に相当する第２実施形態のシリンダブロックの断面図、図５は図３に相当する第２実施形態のリアヘッドの断面図である。

この第２実施形態の圧縮機は、前記第１実施形態のものと比較するに、プレ吸入室２３Ａ〜２３Ｄがシリンダブロック２ａのほぼ全周囲に亘って４つ形成されている。一のプレ吸入室２３Ａは、吸入ポート２１に連通し、且つ、各プレ吸入室２３Ａ〜２３Ｄ同士は互いに図示しない連通孔を介して連通している。又、各プレ吸入室２３Ａ〜２３Ｄと吸入室１８間は各吸入用連通路２２を介して連通している。各吸入用連通路２２は、前記第１実施形態と同様に、シリンダブロック２ａに形成された第１連通路２２ａとリアヘッド２ｃに形成された第２連通路２２ｂから構成されている。

他の構成は、前記第１実施形態と同様にあるため、説明を省略する。そして、図面の同一構成箇所には、第１実施形態と同一の符号を付してその明確化を図る。

この第２実施形態でも、前記第１実施形態と同様に、ブローバイによる効率低下を抑制でき、しかも、吸入用連通路２２の気密性の維持管理が容易にできる。

この第２実施形態では、プレ吸入室２３Ａ〜２３Ｄは、複数のシリンダボア６のほぼ全外周に亘って配置されたので、シリンダブロック２ａのほぼ全周囲に亘って冷却できるため、シリンダブロック２ａ及び複数のピストン７を均等に効率良く冷却できる。

本発明の第１実施形態を示し、圧縮機の横断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、図１のＡ−Ａ線に沿ったシリンダブロックの断面図である。 本発明の第１実施形態を示し、図１のＢ−Ｂ線に沿ったリアヘッドの断面図である。 図２に相当する第２実施形態のシリンダブロックの断面図である。 図３に相当する第２実施形態のリアヘッドの断面図である。 従来例の圧縮機の断面図である。

符号の説明

１ 圧縮機
２ａ シリンダブロック
２ｂ フロントヘッド
２ｃ リアヘッド
３ 弁体
５ 駆動軸
６ シリンダボア
７ ピストン
８クランク室
１８ 吸入室
１９ 吐出室
２２ 吸入用連通路
２２ａ 第１連通路
２２ｂ 第２連通路
２３，２３Ａ〜２３Ｄ プレ吸入室

Claims (4)

1. 複数のシリンダボア（６）が形成され、この各シリンダボア（６）内に前記駆動軸（５）の回転によってそれぞれ往復移動するピストン（７）が配置されたシリンダブロック（２ａ）と、
   このシリンダブロック（２ａ）の一端面に配置され、複数の前記シリンダボア（６）に連通するクランク室（８）が形成されたフロントヘッド（２ｂ）と、
   前記シリンダブロック（２ａ）の他端面に配置され、吸入室（１８）と吐出室（１９）がそれぞれ形成されたリアヘッド（２ｃ）と、
   このリアヘッド（２ｃ）と前記シリンダブロック（２ａ）の間に介在され、複数の前記シリンダボア（６）と前記吸入室（１８）及び前記吐出室（１９）との間を仕切る弁体（３）とを備え、
   冷媒が吸入用連通路（２２）を介して前記吸入室（１８）に供給される圧縮機（１）において、
   前記吸入用連通路（２２）は、前記シリンダブロック（２ａ）に形成された第１連通路（２２ａ）と前記リアヘッド（２ｃ）に形成された第２連通路（２２ｂ）とを有し、前記第１連通路（２２ａ）は、前記シリンダボア（６）より外周位置を通過するよう形成されていると共に、前記第１連通路（２２ａ）と前記第２連通路（２２ｂ）は、前記弁体（３）より外側位置で直接に連通するよう形成されたことを特徴とする圧縮機（１）。
2. 請求項１記載の圧縮機（１）であって、
   前記吸入用連通路（２２）の一部は、他の吸入用連通路（２２）より通路断面積の大きいプレ吸入室（２３）として形成されたことを特徴とする圧縮機（１）。
3. 請求項２記載の圧縮機（１）であって、
   前記プレ吸入室（２３）は、前記シリンダブロック（２ａ）の前記シリンダボア（６）より外周位置を通過する箇所に形成されたことを特徴とする圧縮機（１）。
4. 請求項３記載の圧縮機（１）であって、
   前記プレ吸入室（２３Ａ）〜（２３Ｄ）は、複数の前記シリンダボア（６）のほぼ全外周に亘って配置されたことを特徴とする圧縮機（１）。

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