JP2007120408A - 圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 圧縮機構と、吐出室と、圧縮機構と吐出室とを収容するハウジングと、吐出通路を介して吐出室に連通すると共に外部冷媒回路に接続する吐出ポートと、吐出通路の途上に形成されたマフラと、吐出通路の途上に配設された逆止弁とを備える圧縮機であって、吐出通路の圧力損失が従来に比べて低減し圧縮機を提供する。
【解決手段】 圧縮機構と、吐出室と、圧縮機構と吐出室とを収容するハウジングと、吐出通路を介して吐出室に連通すると共に外部冷媒回路に接続する吐出ポートと、吐出通路の途上に形成された拡張空間であるマフラと、吐出通路の途上に配設された逆止弁とを備え、逆止弁はマフラ内に配設されてマフラの入口を開閉し、ハウジングとは別体の蓋部材がハウジングに接合することによりマフラが形成されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、逆止弁を備える圧縮機に関するものである。
圧縮機構と、吐出室と、圧縮機構と吐出室とを収容するハウジングと、吐出通路を介して吐出室に連通すると共に外部冷媒回路に接続する吐出ポートと、吐出通路の途上に形成された拡張空間であるマフラと、吐出通路の途上に配設された逆止弁とを備え、逆止弁は吐出室に隣接してハウジング内に形成された収容室内に配設された圧縮機が特許文献1に開示されている。
特許文献1の圧縮機においては、逆止弁の配設により、圧縮機停止時に外部冷媒回路から圧縮機へ高圧冷媒ガスが逆流する事態の発生が防止される。
特開平11−315785
上記圧縮機には、吐出通路の吐出室とマフラとの間で延在する部分が逆止弁の収容室を経由しており吐出通路長が大きいので、また逆止弁が狭い収容室内に配設されており逆止弁と収容室囲壁との間の隙間が狭いので、吐出通路の圧力損失が大きいという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、圧縮機構と、吐出室と、圧縮機構と吐出室とを収容するハウジングと、吐出通路を介して吐出室に連通すると共に外部冷媒回路に接続する吐出ポートと、吐出通路の途上に形成された拡張空間であるマフラと、吐出通路の途上に配設された逆止弁とを備える圧縮機であって、吐出通路の圧力損失が従来技術に比べて低減した圧縮機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明においては、圧縮機構と、吐出室と、圧縮機構と吐出室とを収容するハウジングと、吐出通路を介して吐出室に連通すると共に外部冷媒回路に接続する吐出ポートと、吐出通路の途上に形成された拡張空間であるマフラと、吐出通路の途上に配設された逆止弁とを備え、逆止弁はマフラ内に配設されてマフラの入口を開閉し、ハウジングとは別体の蓋部材がハウジングに接合することによりマフラが形成されていることを特徴とする圧縮機を提供する。
本発明に係る圧縮機においては、逆止弁はマフラ内に配設されており、吐出室から吐出ポートに至る吐出通路の吐出室とマフラとの間で延在する部分は、吐出室からマフラに直結しているので、吐出通路の吐出室とマフラとの間で延在する部分の途上に逆止弁収容室が形成された従来技術に比べて、吐出通路長が短縮されている。またマフラは拡張空間なので、逆止弁とマフラ囲壁との間の隙間は従来技術に比べて広い。この結果、本発明に係る圧縮機においては、吐出通路の圧力損失が従来技術に比べて低減している。
マフラはハウジングと蓋部材とにより形成されているので、蓋部材を取り付ける前にマフラの入口に逆止弁を取り付けることができる。この結果、逆止弁の取付け作業が容易化される。
本発明の好ましい態様においては、逆止弁は蓋部材とハウジングとにより挟持されてハウジングに固定されている。
逆止弁を蓋部材とハウジングとで挟持してハウジングに固定することにより、止め輪や圧入により逆止弁をハウジングに固定する場合に比べて、逆止弁のハウジングへの固定部構造が簡素化される。
本発明の好ましい態様においては、逆止弁は、弁体と、入口孔と入口孔を取り巻き弁体が当接する弁座とを有する弁座形成体と、弁体を閉弁方向へ付勢するバネと、弁座形成体に固定されて弁体とバネとを収容し、入口孔に直交し弁体により開閉される出口孔が周壁に形成された有底筒状の収容部材とを備え、入口孔は吐出通路の吐出室とマフラとの間で延在する部分のマフラ側端部に対峙し、出口孔はマフラに対峙している。
逆止弁の出口孔が、従来の狭い収容室に対峙せず、拡張空間であるマフラに対峙することにより、吐出通路の圧力損失が従来に比べて低減する。
本発明の好ましい態様においては、収容部材の底壁に小孔が形成されている。
小孔を介して弁体と収容部材の底壁との間の空間に出入りする冷媒ガスの流量を微小値に規制することによりダンパーを構成し、弁体の自励振動と、当該自励振動に起因する吐出圧脈動とを抑制することができる。
本発明の好ましい態様においては、吐出容量が可変であり、逆止弁の出口孔は、弁座側端部を頂点の一つとする弁座側に凸の三角形と、三角形の底辺を一辺とする矩形とを組み合わせた形状を有する。
可変容量圧縮機が小さな吐出容量で運転されている時には、弁体の前後差圧が小さいので、逆止弁開弁時の弁体リフト量は小さい。出口孔が矩形であると、逆止弁が開弁すると、弁体リフト量が小さくても出口孔の開口面積は比較的大きくなり、比較的大きな流量で出口孔から冷媒ガスが流出し、弁体の前後差圧が急減して直ちに逆止弁は閉弁する。逆止弁が閉弁すると弁体の前後差圧が直ちに増加して逆止弁が直ちに開弁する。この結果、可変容量圧縮機が小さな吐出容量で運転されている時に、逆止弁が開閉を繰り返して弁体が自励振動を起こし、当該自励振動に起因して吐出圧脈動が発生する。逆止弁の出口孔が、弁座側端部を頂点の一つとする弁座側に凸の三角形と、三角形の底辺を一辺とする矩形とを組み合わせた形状であると、弁体のリフト量が小さい場合には、出口孔の開口部は三角形になって開口面積は余り大きくならず、出口孔から流出する冷媒ガスの流量は余り大きくならない。この結果、可変容量圧縮機が小さな吐出容量で運転されている時の、弁体自励振動の発生が抑制され、当該自励振動に起因する吐出圧脈動の発生が抑制される。
本発明の好ましい態様においては、圧縮機構は可変容量斜板式圧縮機構又は可変容量揺動板式圧縮機構であり、圧縮機構の駆動軸はクラッチを介することなく外部駆動源に直結している。
圧縮機構の駆動軸がクラッチを介することなく外部駆動源に直結した可変容量斜板式圧縮機又は可変容量揺動板式圧縮機においては、外部冷媒回路内の冷媒循環が不要の場合でも、圧縮機は最小容量で運転される。従って、最小容量運転時に外部冷媒回路内の冷媒循環を防止するために、逆止弁の装着は必須である。逆止弁をマフラ内に配設することにより、吐出通路長を従来技術に比べて短縮し、吐出通路の圧力損失を従来技術に比べて低減させることができる。
本発明に係る圧縮機においては、逆止弁はマフラ内に配設されており、吐出室から吐出ポートに至る吐出通路の吐出室とマフラとの間で延在する部分は、吐出室からマフラに直結しているので、吐出通路の吐出室とマフラとの間で延在する部分の途上に逆止弁収容室が形成された従来技術に比べて、吐出通路長が短縮されている。またマフラは拡張空間なので、逆止弁とマフラ囲壁との間の隙間は従来技術に比べて広い。この結果、本発明に係る圧縮機においては、吐出通路の圧力損失が従来技術に比べて低減している。
マフラはハウジングと蓋部材とにより形成されているので、蓋部材を取り付ける前にマフラの入口に逆止弁を取り付けることができる。この結果、逆止弁の取付け作業が容易化される。
本発明の実施例に係る圧縮機を説明する。
図1に示すように、可変容量斜板式圧縮機100は、複数のシリンダボア101aを備えたシリンダブロック101と、シリンダブロック101の一端に設けられたフロントハウジング102と、バルブプレート103を介してシリンダブロック101の他端に設けられたリアハウジング104とを備えている。
シリンダブロック101とフロントハウジング102とによって画成されるクランク室105内を横断して、駆動軸106が配設されている。駆動軸106は斜板107に挿通されている。斜板107は、駆動軸106に固定されたロータ108と連結部109を介して結合し、駆動軸106により傾角可変に支持されている。ロータ108と斜板107との間に、斜板107を最小傾角へ向けて付勢するコイルバネ110が配設されている。斜板107を挟んでコイルバネ110の反対側に、最小傾角状態にある斜板107を最大傾角へ向けて付勢するコイルバネ111が配設されている。
駆動軸106の一端はフロントハウジング102のボス部102aを貫通してハウジング外まで延在しており、電磁クラッチを介することなく、図示しない動力伝達装置を介して図示しない車両エンジンに直結している。駆動軸106とボス部102aとの間に軸封装置112が配設されている。
駆動軸106は、ベアリング113、114、115、116によりラジアル方向及びスラスト方向に支持されている。
シリンダボア101a内に、ピストン117が配設され、ピストン117の一端部の窪み117a内に収容された一対のシュー118が斜板107の外周部を相対摺動可能に挟持している。駆動軸106の回転は、斜板107とシュー118とを介してピストン117の往復動に変換される。
リアハウジング104には、吸入室119と吐出室120とが形成されている。吸入室119は、バルブプレート103に形成された連通孔103aと図示しない吸入弁とを介してシリンダボア101aに連通し、吐出室120は図示しない吐出弁とバルブプレート103に形成された連通孔103bとを介してシリンダボア101aに連通している。吸入室119は吸入ポート104aを介して図示しない車両空調装置の蒸発器に接続している。
フロントハウジング102、シリンダブロック101、バルブプレート103、リアハウジング104は、協働して、駆動軸106、ロータ108、連結部109、斜板107、シュー118、ピストン117、シリンダボア101a、吸入弁、吐出弁等で形成される圧縮機構を収容するハウジングを形成している。
シリンダブロック101の外側にマフラ121が配設されている。マフラ121は、シリンダブロック101とは別体の有底筒状の蓋部材122を、シリンダブロック101の外面に立設した筒状壁101bにシール部材を介して接合することにより、形成されている。筒状壁101b、蓋部材122の断面形状は円形に限定されない。蓋部材122に、吐出ポート122aが形成されている。吐出ポート122aは図示しない車両空調装置の凝縮器に接続している。
マフラ121を吐出室120に連通させる連通路123が、シリンダブロック101とバルブプレート103とリアハウジング104とに亙って形成されている。マフラ121と連通路123とは、吐出室120と吐出ポート122aとの間で延在する吐出通路を形成しており、マフラ121は当該吐出通路の途上に配設された拡張空間を形成している。
フロントハウジング102、シリンダブロック101、バルブプレート103、リアハウジング104は図示しないガスケットを介して隣接し、複数の通しボルトを用いて一体に組付けられている。
マフラ121の入口を開閉する逆止弁200がマフラ121内に配設されている。
図2、3に示すように、逆止弁200は、有底筒状の弁体201と、入口孔202aと入口孔202aを取り巻き弁体201が当接する弁座202bとを有する筒状の弁座形成体202と、弁体201を閉弁方向へ付勢するバネ203と、弁座形成体202に嵌合固定されて弁体201とバネ203とを収容し、入口孔202aに直交し弁体201により開閉される複数の出口孔204aが周壁に形成された有底筒状の収容部材204とを備えている。弁体201、弁座形成体202、収容部材204の断面形状は円形に限定されない。入口孔202aは連通路123のマフラ側端部に対峙しており、複数の出口孔204aは、周方向に互いに間隔を隔てて配設されて、マフラ121に対峙している。
弁座形成体202はフランジ部202cを有している。フランジ部202cの外周面に形成された周溝にOリング205が収容されている。フランジ部202cが連通路123のマフラ側端部に形成された拡径部に嵌入し、且つシリンダブロックの筒状壁101bと蓋部材122の解放端の一部が形成する押え部122bとでフランジ部202cが挟持されることにより、逆止弁200はシリンダブロック101に固定されている。
収容部材204の底壁に小孔204bが形成されている。
出口孔204aは、弁座202b側端部を頂点の一つとする弁座202b側に凸の三角形と、三角形の底辺を一辺とする矩形とを組み合わせた形状を有している。
リアハウジング104に容量制御弁300が取り付けられている。容量制御弁300は、吐出室120とクランク室105との間の連通路124の開度を調整し、クランク室105への吐出冷媒ガスの導入量を制御する。クランク室105内の冷媒ガスは、ベアリング115、116と駆動軸106との間の隙間と、シリンダブロック101に形成された空間125と、バルブプレート103に形成されたオリフィス孔103cとを介して吸入室119へ流入する。
容量制御弁300により、クランク室105の内圧を可変制御して、可変容量斜板式圧縮機100の吐出容量を可変制御することができる。容量制御弁300は、外部信号に基づいて内蔵するソレノイドへの通電量を調整し、吸入室119の内圧が所定値になるように、可変容量斜板式圧縮機100の吐出容量を可変制御し、また内蔵するソレノイドへの通電をOFFすることにより連通路124を強制開放して、可変容量斜板式圧縮機100の吐出容量を最小に制御する。
可変容量斜板式圧縮機100の作動を説明する。
車両エンジン作動状態で車両空調装置非作動の場合、容量制御弁300のソレノイドには電流は流れず、連通路124は強制開放され、可変容量斜板式圧縮機100の吐出容量は最小になっている。バネ203に付勢された弁体201が弁座202bに当接して入口孔202aと出口孔204aとを閉じており、逆止弁200はマフラ121の入口を閉じている。従って、車両エンジンに直結した可変容量斜板式圧縮機100は最小吐出容量で運転されているが、車両空調装置への冷媒循環は遮断されている。この結果、不要な空調が行なわれる事態の発生が防止される。
最小吐出容量でシリンダボア101aから吐出室120へ吐出された冷媒ガスは、容量制御弁300を含む吐出室120とクランク室105との間の連通路124と、クランク室105と、ベアリング115、116と駆動軸106との間の隙間と、空間125と、オリフィス孔103cと、吸入室119と、連通孔103aとを通ってシリンダボア101aに戻る内部循環回路を循環する。
車両空調装置を作動させると、容量制御弁300のソレノイドに電流が流れ、連通路124が遮断される。クランク室105の内圧が低下して吸入室119の内圧と同等になり、斜板107の傾角が増加し、ピストン117のストロークが増加する。吐出室120の内圧が増加し、逆止弁の弁体201の前後差圧が所定値を超えると、弁体201が弁座202bから離座して入口孔202aと出口孔204aとを開放し、マフラ121の入口を開放する。吐出室120が連通路123と逆止弁200とを介してマフラ121に連通し、冷媒ガスは吐出ポート122aを通って車両空調装置へ循環する。
外部信号に基づいて容量制御弁300のソレノイドへの通電量が適正に制御され、可変容量斜板式圧縮機100の吐出容量が適正に制御される。
複数のピストン117が往復動するので、吐出室120に吐出される冷媒ガスにピストン数を基本次数とする圧力脈動が発生する。当該圧力脈動は、マフラ121で減衰された後車両空調装置へ伝達される。この結果、吐出ポート122aから凝縮器に至る外部冷媒回路と凝縮器の振動が抑制され、当該振動に起因する騒音が抑制さる。
可変容量斜板式圧縮機100においては、逆止弁200はマフラ121内に配設されており、吐出室120から吐出ポート122aに至る吐出通路の吐出室120とマフラ121との間で延在する部分123は、吐出室120からマフラ121に直結しているので、吐出室120から吐出ポート122aに至る吐出通路長が、吐出通路の吐出室とマフラとの間で延在する部分の途上に逆止弁収容室を配設していた従来技術に比べて短縮されている。またマフラ121は拡張空間なので、逆止弁200とマフラ121囲壁との間の隙間は従来技術に比べて広い。この結果、可変容量斜板式圧縮機100においては、吐出室120から吐出ポート122aに至る吐出通路の圧力損失が従来に比べて低減している。
可変容量斜板式圧縮機100においては、逆止弁200の出口孔204aが、従来技術のように狭い逆止弁収容室に対峙せず、広いマフラ121に対峙しているので、吐出室120から吐出ポート122aに至る吐出通路の圧力損失が従来技術に比べて低減している。
可変容量斜板式圧縮機100においては、シリンダブロック101とは別体の蓋部材122がシリンダブロック101に接合することによりマフラ121が形成されているので、蓋部材122を取り付ける前にマフラの入口に逆止弁200を取り付けることができる。この結果、逆止弁200の取付け作業が容易化される。
可変容量斜板式圧縮機100においては、逆止弁200は蓋部材122とシリンダブロック101とにより挟持されてシリンダブロック101に固定されているので、止め輪や圧入により逆止弁200をシリンダブロック101に固定する場合に比べて、逆止弁200のシリンダブロック101への固定部構造が簡素化されている。
逆止弁の弁体201が自励振動を起こし、騒音を惹起する場合がある。可変容量斜板式圧縮機100においては、逆止弁の収容部材204の底壁に小孔204bを形成し、小孔204bを介して弁体201と収容部材204の底壁との間の空間206に出入りする冷媒ガスの流量を微小値に規制することによりダンパーを構成して、弁体201の自励振動と、当該自励振動に起因する吐出圧脈動とを抑制している。
可変容量斜板式圧縮機100が小さな吐出容量で運転されている時には、弁体201の前後差圧が小さいので、逆止弁開弁時の弁体201のリフト量は小さい。
出口孔204aが矩形であると、逆止弁200が開弁すると、弁体201のリフト量が小さくても出口孔204aの開口面積は比較的大きくなり、比較的大きな流量で出口孔204aから冷媒ガスが流出し、弁体201の前後差圧が急減して直ちに逆止弁200は閉弁する。逆止弁200が閉弁すると弁体201の前後差圧が直ちに増加して逆止弁200が直ちに開弁する。この結果、可変容量斜板式圧縮機100が小さな吐出容量で運転されている時に、逆止弁200が開閉を繰り返して弁体201が自励振動を起こし、当該自励振動に起因して吐出圧脈動が発生する。
可変容量斜板式圧縮機100においては、逆止弁200の出口孔204aが、弁座202b側端部を頂点の一つとする弁座202b側に凸の三角形と、三角形の底辺を一辺とする矩形とを組み合わせた形状なので、弁体201のリフト量が小さい場合には、出口孔204aの開口部は三角形になって開口面積は余り大きくならず、出口孔204aから流出する冷媒ガスの流量は余り大きくならない。この結果、可変容量斜板式圧縮機100においては、小さな吐出容量で運転されている時の、逆止弁開弁時の弁体201前後差圧の急減が抑制され、弁体201の自励振動の発生が抑制され、当該自励振動に起因する吐出圧脈動の発生が抑制されている。
マフラ121をシリンダブロック101の外側に配設するのに代えて、図4に示すように、マフラ121’をリアハウジング104の外側に配設しても良い。マフラ121’は、リアハウジング104とは別体の有底筒状の蓋部材122’を、リアハウジング104の外面に立設した筒状壁104bにシール部材を介して接合することにより、形成されている。蓋部材122’に吐出ポート122a’が形成されている。吐出室120の囲壁を形成するリアハウジング104の底壁に形成された開口104cを介して、吐出室120はマフラ121’に連通している。開口104cは、マフラ121’の入口を形成している。
逆止弁200は、マフラ121’内に配設され、フランジ202cが開口104cに圧入されることによりリアハウジング104に固定されている。逆止弁200の入口孔202aは開口104cに対峙し、出口孔204aはマフラ121’に対峙している。
図4の構成でも、図1〜3の構成と同様の作用効果が得られる。
本発明は可変容量揺動板式圧縮機、固定容量斜板式圧縮機、固定容量揺動板式圧縮機等、可変容量斜板式圧縮機以外の種々のピストン式圧縮機にも適用可能である。
本発明は電磁クラッチを介して外部駆動源に接続された種々のピストン式圧縮機にも適用可能である。
本発明はモータを外部駆動源とする種々のピストン式圧縮機にも適用可能である。
冷媒として現状のR134aに代えて、CO2やR152aを使用しても良い。
本発明は、種々のピストン式圧縮機に広く利用可能である。
本発明の第1実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の断面図である。 図1の部分拡大図である。 本発明の第1実施例に係る可変容量斜板式圧縮機が備える逆止弁の構造図である。(a)は開弁状態を示し、(b)は閉弁状態を示す。図中左半分は側面図であり、右半分は断面図である。 本発明の第2実施例に係る可変容量斜板式圧縮機の断面図である。
符号の説明
100 可変容量斜板式圧縮機
105 クランク室
106 駆動軸
107 斜板
117 ピストン
119 吸入室
120 吐出室
121、121’ マフラ
200 逆止弁
300 容量制御弁

Claims (6)

  1. 圧縮機構と、吐出室と、圧縮機構と吐出室とを収容するハウジングと、吐出通路を介して吐出室に連通すると共に外部冷媒回路に接続する吐出ポートと、吐出通路の途上に形成された拡張空間であるマフラと、吐出通路の途上に配設された逆止弁とを備え、逆止弁はマフラ内に配設されてマフラの入口を開閉し、ハウジングとは別体の蓋部材がハウジングに接合することによりマフラが形成されていることを特徴とする圧縮機。
  2. 逆止弁は蓋部材とハウジングとにより挟持されてハウジングに固定されていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
  3. 逆止弁は、弁体と、入口孔と入口孔を取り巻き弁体が当接する弁座とを有する弁座形成体と、弁体を閉弁方向へ付勢するバネと、弁座形成体に固定されて弁体とバネとを収容し、入口孔に直交し弁体により開閉される出口孔が周壁に形成された有底筒状の収容部材とを備え、入口孔は吐出通路の吐出室とマフラとの間で延在する部分のマフラ側端部に対峙し、出口孔はマフラに対峙していることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧縮機。
  4. 収容部材の底壁に小孔が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の圧縮機。
  5. 吐出容量が可変であり、逆止弁の出口孔は、弁座側端部を頂点の一つとする弁座側に凸の三角形と、三角形の底辺を一辺とする矩形とを組み合わせた形状を有すること特徴とする請求項3又は4に記載の圧縮機。
  6. 圧縮機構は可変容量斜板式圧縮機構又は可変容量揺動板式圧縮機構であり、圧縮機構の駆動軸はクラッチを介することなく外部駆動源に直結していることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の圧縮機。
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