JP2008184926A

JP2008184926A - 往復動圧縮機

Info

Publication number: JP2008184926A
Application number: JP2007017387A
Authority: JP
Inventors: Masataka Tsunoda; 正隆角田
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】オリフィスを既存部品、例えば、弁板に形成することにより、オリフィス専用部品を使用するよりもコスト削減を実現することができる往復動圧縮機を提供すること。
【解決手段】クランク室２４から弁板５０を介して吸入室４１に通じるガス通路２を有する往復動圧縮機において、前記弁板５０に、前記ガス通路２における前記クランク室２４から前記吸入室４１への流量を制御する絞り穴部１を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、往復動圧縮機に関し、特に、クランク室から弁板を介して吸入室に通じるガス通路を有する往復動圧縮機に関する。

この種の圧縮機において、ガス通路はクランク室及び吸入室シリンダーブロックに形成されることがある。その場合、ガス通路における抵抗を増大させるために、クランク室及び吸入室間を長く形成するとともにオリフィスを用いて制御している。このオリフィスはガス通路に挿入されるか、または、シリンダーブロックに形成されている。

図５に示される往復動圧縮機１００（特許文献１、参照）においては、シリンダーブロック１３に、駆動軸１６の方向にのびた貫通孔７１を形成し、更に、ガスケット、吸入弁部材、弁板５０及び吐出弁部材を貫通して、吐出室４２に至る貫通穴３８を設けている。更に、シリンダーブロック１３内の貫通孔７１の途中に、オリフィスを形成するためのオリフィス形成部材７２を挿入して、ガス通路としている。

また、図６に示される往復動圧縮機１０１（特許文献２、参照）においては、シリンダーブロック１３に、貫通孔７５を形成し、更に、ガスケット、吸入弁部材、弁板５０、吐出弁部材を貫通して吸入室に至る貫通穴３８を夫々を設けている。シリンダーブロック１３内の貫通孔３５の一部に、径の小さくなる絞り部７６を形成して、オリフィスとしている。

また、図７の部分断面図に示される圧縮機（以下、従来技術１と呼ぶ）では、シリンダーブロック１３にガス通路を形成するのではなく、シリンダーブロック１３とシリンダーヘッド４０との間に設けられたガスケット５３、吸入弁部材５４、弁板５０、及び吐出弁部材５５の内の弁板５０のシリンダーブロック側に、中心穴１７から半径方向に細い溝１７ｂが設けられ、その溝１７ｂの終端部から弁板５０を他端側から貫通して吸入室４１に至る貫通孔３８ａが設けられ、ガス通路としている。なお、この種の弁板５０に設けられた溝１７ｂは、加工精度が必要であるという欠点を有する。

特許文献１においては、オリフィスをシリンダーブロック１３とは、別部品のオリフィス形成部材を用いて形成しているため、部品点数が増加し、コストアップアップにつながるという欠点を有する。

また、特許文献１においては、シリンダーブロック１３にオリフィス形成部材７２を挿入しているためシリンダーブロック１３の挿入部加工が必要、また挿入部の洩れ防止のためのシールが必要となりコストアップにつながるという欠点を有する。

また、特許文献１及び２においては、シリンダーブロック１３に設けた貫通孔７５にオリフィスを形成する際、加工穴が微細のため加工面からの距離が長いと加工精度が落ちる。特に、従来技術１においては、二酸化炭素（ＣＯ_２）を冷媒とする圧縮機ではフロンを冷媒とする圧縮機に対して約１０倍の差圧を持たせる必要があり、穴径はΦ１ｍｍ以下が必要となり、溝形状でオリフィスと同等の機能を持たせようとするとそれだけで加工精度が必要となりコストアップとなるという欠点を有する。

特開２００４−１９０５９７号公報特開２００３−２１０６６号公報

それ故に本発明の課題は、オリフィスを既存部品に形成することにより、オリフィス専用部品を使用するよりもコスト削減を実現することができる往復動圧縮機を提供することにある。

本発明の他の課題は、オリフィス機能を呈するための穴加工精度を確保しやすい往復動圧縮機を提供することにある。

本発明によれば、クランク室から弁板を介して吸入室に通じるガス通路を有する往復動圧縮機において、前記弁板は、前記ガス通路における前記クランク室から前記吸入室への流量を制御する絞り穴部を有することを特徴とする往復動圧縮機が得られる。

前記クランク室に隣接したシリンダーブロックを有し、前記ガス通路は、前記シリンダーブロックを軸方向に貫通して前記クランク室を前記絞り穴部に連通させた貫通孔を有してもよい。

前記クランク室に連通した中心孔を有するシリンダーブロックを含み、前記絞り穴部は前記中心孔に連通していてもよい。

前記ガス通路は、前記シリンダーブロックの端部で前記中心孔から径方向にのびた溝を有し、前記絞り穴部は前記溝に通じていてもよい。

前記シリンダーブロックに繋がった駆動軸を含み、前記ガス通路は、前記駆動軸の側部に開口を有するとともに軸方向に貫通して前記中心孔に連通した貫通孔を有してもよい。

前記ガス通路の途中にフィルターを有してもよい。

容量を変化させる機構を有する容量可変型圧縮機であってもよい。

本発明によれば、オリフィスを既存部品である弁板に形成することにより、オリフィス専用部品を使用するよりもコスト削減が可能な往復動圧縮機を提供することができる。

また、本発明によれば、オリフィス機能を呈するための穴加工精度を確保しやすい往復動圧縮機を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態による往復動圧縮機の全体構成を示す断面図である。

図１を参照すると、往復動圧縮機１０は、外郭をなす円筒状のケーシング１１と、ケーシング１１の一端側に形成されたフロントエンドプレート１２と、ケーシング１１の他端側に形成されたシリンダーブロック１３とを備え、これらが一体に形成され、内部にクランク室２４が形成されたハウジング１５を構成している。

フロントエンドプレート１３の中心部には外方に突出して円筒状のボス部１４が形成されている。ボス部１４の内部を貫通してシリンダーブロック１３の中心孔１７の内部までクランク室２４を貫通して駆動軸１６が設けられている。駆動軸１６は、図示しない外部駆動源に、例えば、図示しないベルト、プーリを介して連絡されている。なお、ボス部１４の周囲に図示しない電磁クラッチを設けるとともに、電磁クラッチのクラッチ板に駆動軸１６の一端を接続してもよい。駆動軸１６の一端側は、ラジアル軸受け１８を介してボス部１４の内壁１４ａに支持されている。ラジアル軸受け１８の軸方向外部は、シール部材２３によって、駆動軸１６とボス部１４の内壁との間の隙間がシールされている。

また、駆動軸１６の他端側は、スラスト軸受け２２及びラジアル軸受け２１によって、シリンダーブロック１３の中心孔１７の内壁に支持されている。駆動軸１６の先端部を支持するスラスト軸受け２２は、外周にネジを有するリング状の位置決め部材２３によってその軸方向の位置を固定されている。

ハウジング１５のクランク室２４の内部の一端の駆動軸１６の周囲には、ロータ２５とこのロータ２５に軸方向に並んで回転斜板２６が設けられている。ロータ２５にヒンジピン２５ａが設けられ、回転斜板２６にヒンジピン２５ａに係合する係合長孔２６ａが設けられ、ロータ２５と回転斜板２６とは、ヒンジピン２５ａ及び係合長孔２６ａを介して連結されている。

ロータ２５のボス部１４側の面はスラスト軸受け２７を介して、フロントエンドプレートの内壁１２ａに支持されている。

シリンダーブロック１３の中心孔１７の周囲には、駆動軸１６の周囲に同心円状に設けられるとともに夫々が軸方向に延在するシリンダーボア２８が複数（例えば、３以上の奇数個）設けられている。シリンダーボア２８内には、ピストン３１が設けられている。

ピストン３１は、シリンダーボア２８内を往復動するピストン本体３２と、ピストン本体３２のクランク室２４内に伸びたピストン駆動伝達部３３とを備えている。ピストン駆動伝達部３３には、斜板２６の周縁の両端面に形成された周縁端面２６ｂを収容する斜板通過溝３３ａと、周縁端面２６ｂにそれぞれ摺接する半球形状のシュー３４，３４を収容するシユー受容面３３ｂとを備えている。

シリンダーブロック１３の一端には、弁板５０を介してシリンダーヘッド４０が設けられている。シリンダーヘッド４０には、外周側に吸入室４１と中心側に吐出室４２が区画形成されている。

弁板５０は、シリンダーボア２８と吸入室４１とを連絡する吸入孔５１と、シリンダーボア２８と吐出室４２とを連絡する吐出孔５２とを備えている。吸入孔５１をシリンダーブロック側から覆うように吸入弁５４が形成され、それを覆うようにガスケット５３が設けられている。また、吐出孔５２をシリンダーヘッド４０側から覆うよう吐出弁５５が形成され、それを覆うようにバルブリテーナ４３が設けられている。なお、シリンダーヘッド４０には、容量制御弁６０が形成されている。

このような構成の圧縮機において、駆動軸１６が回転すると、ロータ２５が回転し、それに伴って回転斜板２６が駆動軸１６とともに回転する。回転斜板２６が回転すると、その周縁端面２６ｂは、軸に沿う揺動運動を行う。この揺動運動は、周縁端面２６ｂにそれぞれ摺接するように設けられたシュー３４，３４を介してピストン３１の駆動軸１６に沿う往復動に変換される。ピストン３１が後退(吸入)する際に、外部の冷媒回路から吸入室に流入された冷却媒体は、吸入室４１からシリンダーボア２８内に吸収される。ピストン３１が後退運動（吸入工程）から進行運動(圧縮工程)に変わりシリンダーボア２８内を進行（圧縮）する際に、冷却媒体を圧縮して、吐出室４２に吐出し、外部の冷媒回路に流出する。

次に、本発明の第１の実施の形態による容量可変動作について説明する。

外部駆動源の回転数が増加し、圧縮機１０の回転数が増すと吐出容量が大きくなる、すなわち、吐出圧力が大きくなると、容量制御弁６０がクランク室２４の内部の圧力を上昇させるように働くために、ピストンの背圧（Ｆ２）のモーメントが回転斜板２６への圧力（Ｆ１）のモーメントよりも大きくなるので、回転斜板２６にヒンジピン２５ａを中心として左回りのモーメントが働き、回転斜板２６と駆動軸１６との傾斜角度が小さくなる（斜板角が小さくなる）。そのために、ピストンのストロークが狭まり、吐出容量が減少する。

一方、外部駆動源の回転数が減少し圧縮機１０の回転数が減少すると、圧縮機１０の吐出容量が小さくなる、すなわち吐出圧力が小さくなると、容量制御弁６０が、クランク室２４内の圧力を減少させるように動作する。クランク室２４内の圧力が減少すると、圧縮の際のピストン３１の回転斜板２６の反力（Ｆ１）のモーメントがピストン背圧（Ｆ２）のモーメントよりも大きくなるので、回転斜板２６にヒンジピン２５ａを中心として右回りのモーメントが働き、回転斜板２６と駆動軸１６とのなす角度αが大きくなる（斜板角が大きくなる）。そのために、ピストン３１の進退量が大きくなるので、吐出量が増加する。

図２は図１の部分拡大断面図である。図１に加えて図２をも参照すると、往復動圧縮機１０は、クランク室２４から弁板５０を介して吸入室４１に通じるガス通路２を有している。ガス通路２は、シリンダーブロック１３に軸方向にのびるように形成されかつ互いに連通した比較的小径の通孔３５と比較的大径の円筒状のフィルター収容部３６とからなる貫通孔を有している。通孔３５はクランク室２４に開口している。フィルター収容部３６はシリンダーブロック１３の端面に開口している。フィルター収容部３６にはフィルター３７が収容されている。

ガス通路２はさらに、ガスケット５３及び吸入弁５４に形成された、フィルター収容部３６よりも小さな穴３８ｂと、弁板５０に形成された、通孔３５よりも十分に径が小さい絞りの穴部１とを有している。絞りの穴部１は、吸入室４１に開口し、また、小さな穴３８ｂを介してフィルター収容部３６に連通している。

したがって、クランク室２４と吸入室４１との圧力関係に応じて、クランク室２４のガスが通孔３５に入りフィルター３７及び絞り穴部１を通って吸入室４１に流入する経路が形成される。その際、絞りの穴部１は従来のオリフィスと同等の作用をもたらす。

このように、本発明の第１の実施の形態による往復動圧縮機においては、弁板５０の一部にオリフィスと同等の作用を持つ絞り穴部１を形成したので、クランク室２４から吸入室４１間のガス通路２はクランク室２４→フィルター３７→弁板の絞り穴部１（オリフィス）→吸入室４１の経路で形成され、ガス通路を簡略化することができる。

また、オリフィスとして働く絞り穴部１が弁板５０に設けられているため、既存のシリンダーガスケット、ヘッドガスケットなどがシール作用を果たすことになる。したがって、専用のシール部材を必要としない。

図３は本発明の第２の実施の形態による圧縮機を示す断面図である。図４は図３の圧縮機の部分断面図である。

図３を参照すると、本発明の第２の実施の形態による往復動圧縮機は、第１の実施の形態と同様の基本構成を有する。したがって、第２の実施の形態の往復動圧縮機の第１の実施の形態と異なる点について以下に説明する。

シリンダーブロック１３のシリンダーヘッド側の端部に、シリンダーブロック１３の中心孔１７の一部からなるフィルター収容部としての空間１７ａと、この空間１７ａから径方向外方に向かってのびた溝３とが形成されている。さらに、ガスケット５３及び吸入弁５４には、溝３の端部に対向した小さな穴３８ｂが形成されている。また弁板５０には、小さな穴３８ｂに対向した十分に径が小さい絞りの穴部１が形成されている。絞りの穴部１は吸入室４１に開口している。

また駆動軸１６は、その外周の一部から駆動軸１６の中心軸までのびた通路部分と、この通路部分の中心軸上の部分から中心軸に沿って空間１７ａまでのびた通路部分とからなる通孔６を有している。なお、中心孔１７には空間１７ａを軸方向で二分するように横断したフィルター７が備えられている。

こうして、クランク室２４から弁板５０を介して吸入室４１に通じるガス通路５が形成されている。クランク室２４と吸入室４１との圧力関係に応じて、クランク室２４のガスは、ガス通路６及び／またはラジアル軸受け２１及びスラスト軸受け２２の隙間を通って、中心孔１７の空間１７ａに至る。さらに、ガスはフィルター７を通ってから溝３に入り、さらに、ガスケット５３及び吸入弁部材５４に設けられた孔３８ｂを通って、弁板５０の絞り穴部１を通って、吐出弁部材５５の開口５５ａを介して吸入室４１に入る。その際、絞りの穴部１は従来のオリフィスと同等の作用をもたらす。

なお、軸受け２１，２２を通るガス量が適切であるならば、駆動軸１６に設けられた通孔６を省略できることは勿論である。

このように、本発明の第２の実施の形態によれば、弁板５０の一部にオリフィスと同等の作用を持つ絞り穴部１を作製したので、クランク室２４から吸入室４１間のガス通路５は、クランク室２４からフィルター７、さらに、弁板５０の絞り穴部１（オリフィス）から吸入室４１の経路で形成され、ガス通路を簡略化することができる。

以上説明したとおり、本発明の往復動圧縮機は、自動車用空調装置に用いられる圧縮機として適用され得る。

本発明の実施の形態による往復動圧縮機の全体構成を示す断面図である。図２は図１の部分拡大断面図である。本発明の第２の実施の形態による圧縮機を示す断面図である。図３の圧縮機の部分断面図である。特許文献１に示された圧縮機１００の断面図である。特許文献２に示された圧縮機１０１の断面図である。従来技術１による圧縮機の要部を示す断面図である。

符号の説明

１絞り穴部
２ガス通路
３溝
５ガス通路
６通孔
１０往復動圧縮機
１１ケーシング
１２フロントエンドプレート
１２ａ内壁
１３シリンダーブロック
１４ボス部
１４ａ内壁
１５ハウジング
１６駆動軸
１７中心孔
１７ａ空間
１７ｂ細い溝
１８ラジアル軸受け
１９シール部材
２１ラジアル軸受け
２２スラスト軸受け
２３位置決め部材
２４クランク室
２５ａヒンジピン
２６ａ係合長孔
２６ｂ周縁端面
２７スラスト軸受け
２８シリンダーボア
３１ピストン
３２ピストン本体
３３ピストン駆動伝達部
３４シュー
３５ガス通路
３７フィルター収容部
３８穴
３８ａ貫通孔
４０シリンダーヘッド
４１吸入室
４２吐出室
４３バルブリテーナ
５０弁板
５１吸入孔
５２吐出孔
５３ガスケット
５４吸入弁部材
５５吐出弁部材
６０容量制御弁
７１，７５貫通孔（ガス通路）
７２オリフィス形成部材
７６絞り部

Claims

クランク室から弁板を介して吸入室に通じるガス通路を有する往復動圧縮機において、前記弁板は、前記ガス通路における前記クランク室から前記吸入室への流量を制御する絞り穴部を有することを特徴とする往復動圧縮機。
請求項１に記載の往復動圧縮機において、前記クランク室に隣接したシリンダーブロックを有し、前記ガス通路は、前記シリンダーブロックを軸方向に貫通して前記クランク室を前記絞り穴部に連通させた貫通孔を有することを特徴とする往復動圧縮機。
請求項１に記載の往復動圧縮機において、前記クランク室に連通した中心孔を有するシリンダーブロックを含み、前記絞り穴部は前記中心孔に連通していることを特徴とする往復動圧縮機。
請求項３に記載の往復動圧縮機において、前記ガス通路は、前記シリンダーブロックの端部で前記中心孔から径方向にのびた溝を有し、前記絞り穴部は前記溝に通じていることを特徴とする往復動圧縮機。
請求項３に記載の往復動圧縮機において、前記シリンダーブロックに繋がった駆動軸を含み、前記ガス通路は、前記駆動軸の側部に開口を有するとともに軸方向に貫通して前記中心孔に連通した貫通孔を有することを特徴とする往復動圧縮機。
請求項１乃至５の内のいずれか一つに記載された往復動圧縮機において、前記ガス通路の途中にフィルターを有することを特徴とする往復動圧縮機。
請求項１乃至６の内のいずれか一つに記載の往復動圧縮機において、容量を変化させる機構を有する容量可変型圧縮機であることを特徴とする往復動圧縮機。