JP2010077886A - 可変容量コンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダボア６内への冷媒の吸入時に吸入弁１１が速やかに吸入孔１０の開口縁部から離れて吸入孔１０を開放することができ、所望の冷媒量をシリンダボア６内に供給することができる可変容量コンプレッサ１００を提供することを目的とする。
【解決手段】クランク室７を備えるフロントハウジング２と、フロントハウジング２と結合されシリンダボア６を備えるシリンダブロック３と、シリンダブロック３と結合し低圧室８と高圧室９とを備えるリヤハウジング４と、シリンダブロック３とリヤハウジング４との間に配置されるバルブプレート５と、バルブプレート５に設けられ低圧室８と連通する吸入孔１０を開閉する吸入弁１１を備える吸入弁体１２とを有する可変容量コンプレッサ１００であって、シリンダボア６内で圧縮された高圧の冷媒を吸入弁１１の背面側１３に貯留して吸入弁１１を開方向１４に押圧する高圧冷媒貯留部１５をバルブプレート５に設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、可変容量コンプレッサに関し、特に、シリンダブロックとリヤハウジングとの間に配置されるバルブプレートに固定されて、吸入孔を開閉する吸入弁を備えた可変容量コンプレッサに関する。

特許文献１に、斜板式可変容量圧縮機が提案されている。この斜板式可変容量圧縮機では、複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと高圧室、低圧室が形成されたリヤハウジングとの間にバルブプレートが設けられている。バルブプレートには、シリンダボアと低圧室とを連通する吸入孔が形成されている。この吸入孔のシリンダボア側には、吸入孔を開閉する吸入弁が設けられている。また、バルブプレートには、シリンダボアと高圧室とを連通する吐出孔が形成されている。この吐出孔の高圧室側には、吐出孔を開閉する吐出弁が設けられている。

そして、ピストンの吸気動作によって吸入弁がシリンダボア側へ変形することで吸入孔が開放され低圧室からシリンダボア内に冷媒が吸入され、ピストンの圧縮動作によって吐出弁が高圧室側へ変形することで吐出孔が開放されシリンダボア内の高圧冷媒が高圧室側へ吐出される。

また、斜板の傾斜角度によってピストンのストロークが変化し圧縮される冷媒の容量が変化し、斜板の回転によってシリンダボア内への冷媒の吸入と、シリンダボア内での冷媒の圧縮が連続して行われ、高圧の冷媒が高圧室内に吐出される。
特開平０７−１０３１３８

ところで、上記特許文献１に記載されているように従来の可変容量圧縮機では、圧縮機内部の潤滑性を保つために冷媒中に潤滑油を混入させている。

しかし、バルブプレートの吸入孔の開口縁と吸入弁との間に潤滑油が入り込むことにより、吸入弁がバルブプレートに張り付き、吸気時にシリンダボア内に所望の冷媒量を吸入することができないという問題があった。また、バルブプレートに張り付いていた吸入弁が突然バルブプレートから離れることにより、異音が発生するという問題があった。

そこで、本発明は、シリンダボア内への冷媒の吸入時に吸入弁が速やかに吸入孔の開口縁部から離れて吸入孔を開放することができ、所望の冷媒量をシリンダボア内に供給することができる可変容量コンプレッサを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明では、内部にクランク室７を備えるフロントハウジング２と、前記フロントハウジング２と結合され内部にシリンダボア６を備えるシリンダブロック３と、前記シリンダブロック３と結合し内部に低圧室８と高圧室９とを備えるリヤハウジング４と、前記シリンダブロック３と前記リヤハウジング４との間に配置されるバルブプレート５と、前記バルブプレート５に設けられ前記低圧室８と連通する吸入孔１０を開閉する吸入弁１１を備える吸入弁体１２とを有する可変容量コンプレッサ１００であって、前記シリンダボア６内で圧縮された高圧の冷媒を前記吸入弁１１の背面側１３に貯留して前記吸入弁１１を開方向１４に押圧する高圧冷媒貯留部１５を前記バルブプレート５に設けたことを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１記載の可変容量コンプレッサ１００であって、前記高圧冷媒貯留部１５は、前記バルブプレート５に設けられて前記シリンダボア６と前記高圧室９とを連通する連通孔１６であることを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項２記載の可変容量コンプレッサ１００であって、前記バルブプレート５は、シリンダボア６と高圧室９とを連通する吐出孔２０を有し、該吐出孔２０はバルブプレート５に設けた吐出弁１８で開閉可能とされ、前記連通孔１６は、前記吐出孔２０よりも内周側に設けられていることを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項３記載の可変容量コンプレッサ１００であって、前記連通孔１６は、前記吐出弁１８と前記吸入弁１１とで閉じ空間とされて内部に高圧冷媒が貯留され、前記吐出弁１８の開放時に前記連通孔１６が開放されて高圧冷媒が連通孔１６内へ送り込まれることを特徴とする。

請求項５の発明では、請求項１乃至３記載の可変容量コンプレッサ１００であって、吐出弁１８が開く吐出工程時に、前記高圧冷媒貯留部１５と高圧室９とが連通し、吸入弁１１が開く吸入工程時に高圧室９と高圧冷媒貯留部１５を遮蔽することを特徴とする。

本発明によれば、クランク室内の吐出冷媒を吸入弁１１の背面側１３に貯留して吸入弁１１を開方向１４に押圧する高圧冷媒貯留部１５をバルブプレート５に設けたことにより、吸入弁１１がバルブプレート５の吸入孔１０の開口縁から速やかに離れる。すなわち、吸入弁１１が高圧冷媒貯留部１５の高圧冷媒によって開方向１４へ押圧されているのでシリンダボア６内への冷媒の吸入時に吸入孔１０が速やかに開放され、所望の冷媒量をシリンダボア６内に供給することができる。さらに、吸入弁１１がバルブプレート５の吸入孔１０の開口周縁から速やかに離れるので、音鳴りなどの異音を防止することができる。

以下、本発明に係る可変容量コンプレッサ１００の詳細を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。

図１は、本発明の可変容量コンプレッサ１００を示す全体断面図。図２の（ａ）は、本発明のバルブプレート５の冷媒吐出前の状態を示し、図２（ｂ）は、圧縮した冷媒を吐出中の状態を示し、図２（ｃ）は、圧縮した冷媒を吐出し連通孔１６に高圧の冷媒が貯留された状態を示し、図２（ｄ）は、低圧の冷媒を吸入するとともに、連通孔１６に貯留された高圧の冷媒がシリンダボア６内に吸入される状態を示す。図３は、図２中の吸入弁１１側から見た正面図。図４は、図２中の吐出弁１８側から見た背面図。

図１に示すように、本実施形態の可変容量コンプレッサ１００は、内部にクランク室７を備えるフロントハウジング２と、前記フロントハウジング２と結合され内部にシリンダボア６を備えるシリンダブロック３と、前記シリンダブロック３と結合し内部に低圧室８と高圧室９とを備えるリヤハウジング４と、前記シリンダブロック３と前記リヤハウジング４との間に配置されるバルブプレート５と、前記バルブプレート５に設けられ前記低圧室８と連通する吸入孔１０を開閉する吸入弁１１を備える吸入弁体１２とを有している。

ハウジング１は、クランク室７が形成されるフロントハウジング２と、前記フロントハウジング２に結合され複数のシリンダボア６が配置されるシリンダブロック３と、前記シリンダブロック３に結合され冷媒を吸入する低圧室８と圧縮した冷媒を吐出する高圧室９とを備えるリヤハウジング４とにより構成されている。

シリンダブロック３には、図３に示すように周方向に沿って６個のシリンダボア６が形成されている。複数のシリンダボア６は、駆動軸５０を中心とする円周上に等間隔に形成されている。各シリンダボア６には、それぞれピストン５１が摺動自在に配置されている。このピストン５１は、後述するクランク室７内で回転する斜板５２に連結されている。

上記リヤハウジング４には、冷媒ガスの低圧室８と高圧室９とが形成されている。低圧室８は、図示しない冷凍サイクルのエバポレータの出口側に接続されている。高圧室９は、図示しない冷凍サイクルの凝縮器の入口側に接続されている。又、シリンダボア６とリヤハウジング４との間にはバルブプレート５が設けられている。このバルブプレート５には、６個のシリンダボア６に対応して吸入孔１０と吐出孔２０が設けられている。これらの吸入孔１０と吐出孔２０は、吸入弁１１と吐出弁１８によって開閉される。

駆動機構５３は、図示しないエンジンからの駆動力をプーリ５４に伝達し、ベアリング支持部５５を介して駆動軸５０が支持されている。

圧縮機構５６は、クランク室７を貫通するように駆動軸５０が配置され、駆動軸５０は、一端側がフロントハウジング２より外に突出し、この突出した箇所にエンジンの回転を受けるプーリ５４が固定されている。駆動軸５０は、このように一端側に固定されたプーリ５４より駆動力を受けて回転するように構成されている。

駆動軸５０が回転することにより、クランク室７内に設けられ、駆動軸５０に一体に固定されたラグプレート５７がリンク機構５８を介して、ジャーナル５９に駆動力を伝達する。このジャーナル５９に固定された斜板５２の端部にはピストン５１が係合され、駆動軸５０の回転によってピストン５１が往復動することにより、冷媒が圧縮される。

次に、バルブプレート５と、吸入弁１１と、吐出弁１８について図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、図３、図４を用いて詳しく説明する。

バルブプレート５は、肉厚の円板状で、外周側に周方向に等間隔で６個の吐出孔２０が形成され、これらの吐出孔２０は、シリンダブロック３側の開口が、シリンダブロック３の６個のシリンダボア６にそれぞれ連通し、リヤハウジング４側の開口がリヤハウジング４の高圧室９に連通している。また、吐出孔２０の内周側には、周方向に等間隔で６個の吸入孔１０が形成されている。これらの吸入孔１０のシリンダブロック３側の開口は６個のシリンダボア６にそれぞれ連通し、リヤハウジング４側の開口はリヤハウジング４の低圧室８に連通している。

本実施形態のバルブプレート５には、図２に示すように吐出孔２０と吸入孔１０との間に高圧冷媒貯留部１５としての連通孔１６が、周方向に等間隔に１２個設けられている。これらの連通孔１６のシリンダブロック３側の開口はシリンダボア６にそれぞれ連通しており、リヤハウジング４側の開口はリヤハウジング４の高圧室９側に連通している。このバルブプレート５のシリンダブロック３側に吸入弁１１を備える吸入弁体１２が配置され、リヤハウジング４側に吐出弁１８が配置されている。吸入弁１１はシリンダボア６内への冷媒の吸入時に吸入孔１０を開放し、シリンダボア６内での冷媒の圧縮時に吸入孔１０を閉塞すると共に、連通孔１６を冷媒の吸入時に開放し、冷媒の圧縮時に閉塞する。また、吐出弁１８はシリンダボア６内での冷媒圧縮時に吐出孔２０を開放し、シリンダボア６内への吸入時には吐出孔２０を閉塞すると共に、連通孔１６を冷媒の吐出時に開放し、冷媒の吸入時に閉塞する。

吸入弁体１２は、図３に示すように、薄肉の円板状で、周方向に等間隔で６箇所の吸入弁１１が設けられている。吸入弁１１は、Ｕ字状のスリット２１が形成された、内側の肉部（弁部）２２によって形成されている。この弁部２２の外周側には、バルブプレート５の吐出孔２０に対応した吐出穴１７が形成されている。この吐出穴１７と両側のスリット２１との間の架橋部２３ａ、２３ｂが、上記連通孔１６を開閉する部位となっている。すなわち、連通孔１６内に高圧の冷媒が貯留された状態で、高圧の冷媒からの圧力が架橋部２３ａ、２３ｂを押圧する。

吐出弁１８は、図４に示すように、薄肉の円板状で、周方向に等間隔で６箇所の吐出弁体２４の外周端から放射状に突設されている。吐出弁体２４は、吸入弁１１の架橋部２３ａ、２３ｂに対応している。また、これらの吐出弁体２４の根本部分には、バルブプレート５の吸入孔１０にそれぞれ対応して吸入穴１９が形成されている。

図２（ａ）に示すように、シリンダブロック３のシリンダボア６内でピストン５１が往復移動していない状態、すなわち圧縮動作をしていない状態では、バルブプレート５のシリンダブロック３側は、吸入孔１０が吸入弁１１によって閉塞され、連通孔１６も閉塞されている。また、リヤハウジング４側は、吐出孔２０が吐出弁１８によって閉塞され連通孔１６も閉塞されている。この状態から、ピストン５１がシリンダボア６内で冷媒の圧縮を開始すると図２（ｂ）に示すようにバルブプレート５の吐出孔２０から圧縮され高圧となった冷媒が吐出弁体２４の吐出弁１８を撓み変形させて吐出孔２０を開放状態にして、冷媒がリヤハウジング４の高圧室９側に吐出される。このとき連通孔１６も開放状態になり連通孔１６内に高圧の冷媒が流入する。冷媒の圧縮が終了すると、図２（ｃ）に示すように吐出弁１８の吐出弁体２４が元の形状に復帰して吐出孔２０を閉塞すると共に、連通孔１６も閉塞する。この状態では、連通孔１６内には、高圧の冷媒が貯留されており、吸入弁１１の架橋部２３ａ、２３ｂをシリンダボア６側へ押圧している。次に、図２（ｄ）に示すように、シリンダボア６内でピストン５１が吸入動作に入ると、吸入弁１１が撓み変形して吸入孔１０が開放されリヤハウジング４の低圧室８内から冷媒が吸入される。

このとき、吸入弁体１２の吸入弁１１は連通孔１６内に貯留されている高圧の冷媒の圧力を受けて、ピストン５１の吸入動作とほぼ同時に撓み変形して吸入孔１０を開放する。ピストン５１の吸入動作が終了すると、図２（ａ）に示す状態に戻り、再び、圧縮動作が開始される。これらの動作を繰り返し行うことにより、冷媒が高圧に圧縮される。

本実施形態によれば、冷媒高圧貯留部１５としての連通孔１６に貯留された高圧の冷媒によって吸入弁１１がシリンダボア６側へ押圧されているので、吸入弁体１２の吸入弁１１が冷媒中のオイルによって吸入孔１０の開口縁部に張り付いた状態となっても、ピストン５１の吸入動作が開始されると吸入弁１１が速やかに冷媒がシリンダボア６内に流入すると所望の冷媒量を吸入することができる。

また、吸入動作の開始とほぼ同時い速やかに吸入弁体１２の吸入弁１１が撓み変形して吸入孔１０を開放するので、吸入動作が開始されてからしばらく経って吸入弁１１が突然バルブプレート５から離れることがないので異音の発生を防止することができる。

本発明に係る可変容量コンプレッサ１００を示す全体断面図。 （ａ）は、本発明のバルブプレート５の冷媒吐出前の状態を示す図、（ｂ）は、圧縮した冷媒を吐出中の状態を示す図、（ｃ）は、圧縮した冷媒を吐出し、連通孔１６に高圧の冷媒が貯留された状態を示す図、（ｄ）は、低圧の冷媒を吸入するとともに、連通孔１６に貯留された高圧の冷媒がクランク室内に吸入される状態を示す図。 図２中の吸入弁１１側から見た正面図。 図２中の吐出弁１８側から見た背面図。

符号の説明

１００ 可変容量コンプレッサ
２ フロントハウジング
３ シリンダブロック
４ リヤハウジング
５ バルブプレート
６ シリンダボア
７ クランク室
８ 低圧室
９ 高圧室
１０ 吸入孔
１１ 吸入弁
１２ 吸入弁体
１３ 背面側
１４ 開方向
１５ 高圧冷媒貯留部

Claims (5)

1. 内部にクランク室（７）を備えるフロントハウジング（２）と、前記フロントハウジング（２）と結合され内部にシリンダボア（６）を備えるシリンダブロック（３）と、前記シリンダブロック（３）と結合し内部に低圧室（８）と高圧室（９）とを備えるリヤハウジング（４）と、前記シリンダブロック（３）と前記リヤハウジング（４）との間に配置されるバルブプレート（５）と、前記バルブプレート（５）に設けられ前記低圧室（８）と連通する吸入孔（１０）を開閉する吸入弁（１１）を備える吸入弁体（１２）とを有する可変容量コンプレッサ（１００）であって、
   前記シリンダボア（６）内で圧縮された高圧の冷媒を前記吸入弁（１１）の背面側（１３）に貯留して前記吸入弁（１１）を開方向（１４）に押圧する高圧冷媒貯留部（１５）を前記バルブプレート（５）に設けたことを特徴とする可変容量コンプレッサ（１００）。
2. 請求項１記載の可変容量コンプレッサ（１００）であって、
   前記高圧冷媒貯留部（１５）は、前記バルブプレート（５）に設けられて前記シリンダボア（６）と前記高圧室（９）とを連通する連通孔（１６）であることを特徴とする可変容量コンプレッサ（１００）。
3. 請求項１又は請求項２記載の可変容量コンプレッサ（１００）であって、
   前記バルブプレート（５）は、シリンダボア（６）と高圧室（９）とを連通する吐出孔（２０）を有し、該吐出孔（２０）はバルブプレート（５）に設けた吐出弁（１８）で開閉可能とされ、前記連通孔（１６）は、前記吐出孔（２０）よりも内周側に設けられていることを特徴とする可変容量コンプレッサ（１００）。
4. 請求項３記載の可変容量コンプレッサ（１００）であって、
   前記連通孔（１６）は、前記吐出弁（１８）と前記吸入弁（１１）とで閉じ空間とされて内部に高圧冷媒が貯留され、前記吐出弁（１８）の開放時に前記連通孔（１６）が開放されて高圧冷媒が連通孔（１６）内へ送り込まれることを特徴とする可変容量コンプレッサ（１００）。
5. 請求項１乃至３記載のいずれか一項記載の可変容量コンプレッサ（１００）であって、
   吐出弁（１８）が開く吐出工程時に、前記高圧冷媒貯留部（１５）と高圧室（９）とが連通し、吸入弁（１１）が開く吸入工程時に高圧室（９）と高圧冷媒貯留部（１５）を遮蔽することを特徴とする可変容量コンプレッサ（１００）。

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