JP2011117435A - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気筒を複数個有する圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a compressor having a plurality of cylinders.
従来、この種の圧縮機として、2個の気筒を軸方向に並べて配置したローリングピストン型圧縮機が特許文献1に記載されている。ここで、ローリングピストン型圧縮機とは、円形状の内周面を形成する気筒内にローリングピストンが配置され、ローリングピストンが気筒の内周面に沿って偏心回転することによって流体を圧縮する圧縮機のことである。
Conventionally,
この従来技術では、2個の気筒が互いに独立して作動する。すなわち、2個の気筒の各々に、吸入口および吐出口が設けられており、各気筒毎に吸入口から未圧縮冷媒を吸入して吐出口から圧縮冷媒を吐出するというように、各気筒が冷媒流れに対して並列になっている。 In this prior art, the two cylinders operate independently of each other. That is, each of the two cylinders is provided with a suction port and a discharge port, and each cylinder has a suction port that sucks uncompressed refrigerant from the suction port and discharges compressed refrigerant from the discharge port. Parallel to the refrigerant flow.
この従来技術によると、2個の気筒で冷媒を圧縮するので軸トルクの変動を低く抑えることが可能になる。すなわち、2個の気筒間で位相をずらすことによって、総容量が同一かつ気筒が1個のみのローリングピストン型圧縮機と比べて軸トルクの変動を低く抑えることができる。ここで、軸トルクは、ローリングピストンに連結されたシャフトを駆動するために必要なトルクのことである。 According to this prior art, since the refrigerant is compressed by two cylinders, it is possible to keep the fluctuation of the shaft torque low. That is, by shifting the phase between the two cylinders, fluctuations in shaft torque can be suppressed as compared with a rolling piston compressor having the same total capacity and only one cylinder. Here, the axial torque is a torque required to drive the shaft connected to the rolling piston.
しかしながら、上記従来技術のように位相の異なる2個の気筒を単純に並列に設けただけの構成であると、各気筒における軸トルクの変動特性が同じになるので、各気筒の作動周期毎に軸トルクのピークが発生する。具体的には、軸トルクのピークの発生頻度が、気筒が1個のみのものと比較して2倍になる。このため、軸トルクの変動周波数が高くなってしまうので、他部品との共振が懸念される。 However, if the configuration is such that two cylinders having different phases are simply provided in parallel as in the prior art described above, the fluctuation characteristics of the axial torque in each cylinder are the same. A shaft torque peak occurs. Specifically, the frequency of occurrence of a peak in the shaft torque is doubled compared to that with only one cylinder. For this reason, since the fluctuation frequency of the shaft torque becomes high, there is a concern about resonance with other parts.
例えば、車両用冷凍サイクルの圧縮機に適用した場合には、圧縮機とともにエンジンルームに配置される各種補機等との共振が懸念される。 For example, when applied to a compressor of a refrigeration cycle for a vehicle, there is a concern about resonance with various auxiliary machines and the like arranged in the engine room together with the compressor.
なお、この問題は、ローリングピストン型圧縮機のみならず、ヨークベーン型圧縮機等の回転型圧縮機においても同様に発生する。ここで、ヨークベーン型圧縮機とは、円形状の内周面を有する気筒内に円形状のロータが内接配置され、ロータに形成されたスリットに板状のベーンが出没可能に配置され、ベーンが気筒の内周面に当接した状態でロータがその中心軸まわりに回転することによって流体を圧縮する圧縮機のことである。回転型圧縮機とは、所定形状の内周面を有する気筒内に回転部材と区画部材とが配置され、内周面と回転部材と区画部材との間に形成される作動室で流体を圧縮する圧縮機のことである。 This problem occurs not only in a rolling piston compressor but also in a rotary compressor such as a yoke vane compressor. Here, a yoke vane type compressor is a cylinder in which a circular rotor is inscribed in a cylinder having a circular inner peripheral surface, and a plate-like vane is arranged in a slit formed in the rotor so that it can be projected and retracted. Is a compressor that compresses fluid by rotating the rotor around its central axis in a state where the rotor is in contact with the inner peripheral surface of the cylinder. A rotary compressor has a rotating member and a partition member arranged in a cylinder having an inner peripheral surface of a predetermined shape, and compresses fluid in a working chamber formed between the inner peripheral surface, the rotary member, and the partition member. It is a compressor that performs.
本発明は上記点に鑑みて、低トルク変動と低変動周波数とを両立することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to achieve both low torque fluctuation and low fluctuation frequency.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、所定形状の内周面(101b、102b、602b、603b)を形成する内周面形成部材(10、60)と、
内周面(101b、102b、602b、603b)に接して回転する回転部材(31、32、91、92)と、
内周面(101b、102b、602b、603b)と回転部材(31、32、91、92)との間に形成される空間を区画する区画部材(51、52、93、94)とを複数組備え、
内周面形成部材(10、60)内において各々の内周面(101b、102b、602b、603b)と回転部材(31、32、91、92)と区画部材(51、52、93、94)との間には、流体を吸入する吸入行程と、吸入行程で吸入された流体を圧縮する圧縮行程とが行われる作動室(41、42、81、82)が形成され、
複数個の回転部材(31、32、91、92)のうち1個の回転部材(31、91)は、他の回転部材(32、92)よりも回転位相が進んでおり、
複数個の作動室(41、42、81、82)のうち1個の回転部材(31、91)によって形成される作動室(41、81)を上流側作動室としたとき、
内周面形成部材(10、60)には、上流側作動室(41、81)から、複数個の作動室(41、42、81、82)のうち吸入行程の完了後で流体を圧縮中の他の作動室(42、82)に至る吐出通路(105a、605a)が形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention according to
A rotating member (31, 32, 91, 92) that rotates in contact with the inner peripheral surface (101b, 102b, 602b, 603b);
Plural sets of partition members (51, 52, 93, 94) that partition the space formed between the inner peripheral surface (101b, 102b, 602b, 603b) and the rotating member (31, 32, 91, 92) Prepared,
Each inner peripheral surface (101b, 102b, 602b, 603b), rotating member (31, 32, 91, 92) and partition member (51, 52, 93, 94) in the inner peripheral surface forming member (10, 60) Are formed working chambers (41, 42, 81, 82) in which a suction stroke for sucking fluid and a compression stroke for compressing fluid sucked in the suction stroke are performed,
Among the plurality of rotating members (31, 32, 91, 92), one rotating member (31, 91) has a rotational phase advanced than the other rotating members (32, 92).
When the working chamber (41, 81) formed by one rotating member (31, 91) among the plurality of working chambers (41, 42, 81, 82) is an upstream working chamber,
The inner peripheral surface forming member (10, 60) compresses fluid from the upstream working chamber (41, 81) after completion of the suction stroke among the plurality of working chambers (41, 42, 81, 82). Discharge passages (105a, 605a) reaching other working chambers (42, 82) are formed.
これによると、複数個の作動室(41、42、81、82)で流体を圧縮するので、軸トルクの変動を小さく抑えることができる。しかも、回転位相の進んだ上流側作動室(41、81)と回転位相の遅れた他の作動室(42、82)とで協働して流体を圧縮するので、各作動室(41、42、81、82)における軸トルクの変動特性を異ならせることができる。このため、合成軸トルクにおける軸トルクのピークの発生を抑制することができるので、低トルク変動と低変動周波数とを両立することができる(後述する図5および図6を参照)。 According to this, since the fluid is compressed in the plurality of working chambers (41, 42, 81, 82), fluctuations in the shaft torque can be suppressed to a small level. In addition, since the fluid is compressed in cooperation with the upstream working chamber (41, 81) whose rotational phase is advanced and the other working chamber (42, 82) whose rotational phase is delayed, each working chamber (41, 42) is compressed. , 81, 82) can vary the variation characteristics of the shaft torque. For this reason, since generation | occurrence | production of the peak of the shaft torque in synthetic | combination shaft torque can be suppressed, low torque fluctuation and low fluctuation frequency can be made compatible (refer FIG. 5 and FIG. 6 mentioned later).
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の圧縮機において、他の作動室(42、82)を下流側作動室としたとき、
上流側作動室(41、81)の内圧が下流側作動室(42、82)の内圧よりも低い場合に吐出通路(105a、605a)を閉じる機構(31、32、91、92)を備えることを特徴とする。
In the invention according to
Provided with a mechanism (31, 32, 91, 92) for closing the discharge passage (105a, 605a) when the internal pressure of the upstream working chamber (41, 81) is lower than the internal pressure of the downstream working chamber (42, 82). It is characterized by.
これにより、下流側作動室(42、82)の冷媒が吐出通路(105a、605a)を通じて上流側作動室(41、81)に逆流してしまうことを防止できる。 Thereby, it is possible to prevent the refrigerant in the downstream working chamber (42, 82) from flowing back to the upstream working chamber (41, 81) through the discharge passage (105a, 605a).
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の圧縮機において、上流側作動室(41、81)および下流側作動室(42、82)は、上流側作動室(41、81)の軸方向に隣り合って配置され、
内周面形成部材(10、60)は、上流側作動室(41、81)と下流側作動室(42、82)とを仕切る板状の仕切り部(105、605)を有し、
吐出通路(105a、605a)は仕切り部(105、605)に形成され、
吐出通路(105a、605a)を閉じる機構は、回転部材(31、32、91、92)によって構成されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the compressor according to the second aspect, the upstream working chamber (41, 81) and the downstream working chamber (42, 82) are arranged in the upstream working chamber (41, 81). Arranged next to each other in the axial direction,
The inner peripheral surface forming members (10, 60) have plate-like partition portions (105, 605) that partition the upstream working chamber (41, 81) and the downstream working chamber (42, 82),
The discharge passage (105a, 605a) is formed in the partition (105, 605),
The mechanism for closing the discharge passages (105a, 605a) is constituted by rotating members (31, 32, 91, 92).
これによると、吐出通路(105a、605a)を閉じるための専用の機構を設ける場合と比べて構成を簡素化できる。 According to this, a structure can be simplified compared with the case where the mechanism for exclusive use for closing a discharge channel | path (105a, 605a) is provided.
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の圧縮機において、内周面(101b、102b)は断面円形状になっており、
回転部材(31、32)は、内周面(101b、102b)に沿って偏心回転する円盤状のローリングピストンであり、
区画部材(51、52)は、内周面(101b、102b)から出没してローリングピストン(31、32)に当接するベーンであることを特徴とする。
In the invention according to
The rotating members (31, 32) are disk-shaped rolling pistons that rotate eccentrically along the inner peripheral surfaces (101b, 102b),
The partition members (51, 52) are vanes that protrude from the inner peripheral surfaces (101b, 102b) and come into contact with the rolling pistons (31, 32).
これにより、ローリングピストン型圧縮機において、上記した請求項1ないし3に記載の発明の効果を得ることができる。
Thereby, in the rolling piston type compressor, the effect of the invention described in
請求項5に記載の発明では、請求項3に記載の圧縮機において、内周面(101b、102b)は断面円形状になっており、
回転部材(31、32)は、内周面(101b、102b)に沿って偏心回転する円盤状のローリングピストンであり、
区画部材(51、52)は、内周面(101b、102b)から出没してローリングピストン(31、32)に当接するベーンであり、
上流側作動室(41)および下流側作動室(42)は、上流側作動室(41)の軸方向に隣り合って配置され、
内周面形成部材(10)は、上流側作動室(41)と下流側作動室(42)とを仕切る板状の仕切り部(105)を有し、
吐出通路(105a)は仕切り部(105)に形成され、
吐出通路(105a)のうち上流側作動室(41)側の端部と下流側作動室(42)側の端部とでは、仕切り部(105)に対する開口範囲が異なっていることを特徴とする。
In the invention according to claim 5, in the compressor according to
The rotating members (31, 32) are disk-shaped rolling pistons that rotate eccentrically along the inner peripheral surfaces (101b, 102b),
The partition members (51, 52) are vanes that protrude from the inner peripheral surfaces (101b, 102b) and come into contact with the rolling pistons (31, 32),
The upstream working chamber (41) and the downstream working chamber (42) are arranged adjacent to each other in the axial direction of the upstream working chamber (41),
The inner peripheral surface forming member (10) has a plate-like partition (105) that partitions the upstream working chamber (41) and the downstream working chamber (42),
The discharge passage (105a) is formed in the partition (105),
The opening range with respect to the partition part (105) is different between the end part on the upstream working chamber (41) side and the end part on the downstream working chamber (42) side in the discharge passage (105a). .
これにより、ローリングピストン型圧縮機において、上記した請求項3に記載の発明の効果を得ることができる。
Thereby, in the rolling piston compressor, the effect of the invention described in
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の圧縮機において、吐出通路(105a)は、仕切り部(105)の厚さ方向に対して平行に延びる貫通孔部(105b)と、貫通孔部(105b)のうち上流側作動室(41)の端部から仕切り部(105)の板面に沿って延びる溝部(105c)とで構成されていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the compressor according to the fifth aspect, the discharge passage (105a) includes a through-hole portion (105b) extending parallel to the thickness direction of the partition portion (105) and a through-hole portion. The hole (105b) includes a groove (105c) extending from the end of the upstream working chamber (41) along the plate surface of the partition (105).
これによると、例えば、吐出通路(105a)を、仕切り部(105)の厚さ方向に対して斜めに延びる孔部で構成する場合と比較して、仕切り部(105)に対する吐出通路(105a)の加工を容易に行うことができる。 According to this, for example, the discharge passage (105a) with respect to the partition portion (105) is compared with the case where the discharge passage (105a) is configured with a hole extending obliquely with respect to the thickness direction of the partition portion (105). Can be easily performed.
請求項7に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の圧縮機において、内周面(602b、603b)は断面円形状になっており、
回転部材(91、92)は、内周面(602b、603b)に内接して回転するロータであり、
区画部材(93、94)は、ロータ(91、92)の外周面から出没して内周面(602b、603b)に当接するベーンであることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the compressor according to any one of the first to third aspects, the inner peripheral surface (602b, 603b) has a circular cross section,
The rotating members (91, 92) are rotors that rotate in contact with the inner peripheral surfaces (602b, 603b),
The partition members (93, 94) are vanes that protrude from the outer peripheral surface of the rotor (91, 92) and come into contact with the inner peripheral surfaces (602b, 603b).
これにより、ヨークベーン型圧縮機において、上記した請求項1ないし3に記載の発明の効果を得ることができる。
Thereby, in the yoke vane type compressor, the effect of the invention described in
請求項8に記載の発明では、請求項3に記載の圧縮機において、内周面(602b、603b)は断面円形状になっており、
回転部材(91、92)は、内周面(602b、603b)に内接して回転するロータであり、
区画部材(93、94)は、ロータ(91、92)の外周面から出没して内周面(602b、603b)に当接するベーンであり、
上流側作動室(81)および下流側作動室(82)は、上流側作動室(81)の軸方向に隣り合って配置され、
内周面形成部材(60)は、上流側作動室(81)と下流側作動室(82)とを仕切る板状の仕切り部(605)を有し、
吐出通路(605a)は仕切り部(605)に形成され、
吐出通路(605a)のうち上流側作動室(81)側の端部は、上流側作動室(81)を形成するロータ(91)と重合し、
吐出通路(605a)のうち下流側作動室(82)側の端部は、下流側作動室(82)を形成するロータ(92)と重合し、
上流側作動室(81)を形成するロータ(91)には、吐出通路(605a)を上流側作動室(81)に連通させる上流側連通路(91b)が形成され、
下流側作動室(82)を形成するロータ(92)には、吐出通路(605a)を下流側作動室(82)に連通させる下流側連通路(92b)が形成されていることを特徴とする。
In the invention according to claim 8, in the compressor according to
The rotating members (91, 92) are rotors that rotate in contact with the inner peripheral surfaces (602b, 603b),
The partition members (93, 94) are vanes that protrude from the outer peripheral surface of the rotor (91, 92) and come into contact with the inner peripheral surfaces (602b, 603b),
The upstream working chamber (81) and the downstream working chamber (82) are arranged adjacent to each other in the axial direction of the upstream working chamber (81),
The inner peripheral surface forming member (60) has a plate-like partition (605) that partitions the upstream working chamber (81) and the downstream working chamber (82),
The discharge passage (605a) is formed in the partition portion (605),
The end of the discharge passage (605a) on the upstream working chamber (81) side overlaps with the rotor (91) forming the upstream working chamber (81),
The end of the discharge passage (605a) on the downstream working chamber (82) side overlaps with the rotor (92) forming the downstream working chamber (82),
The rotor (91) forming the upstream working chamber (81) is formed with an upstream communication passage (91b) that communicates the discharge passage (605a) with the upstream working chamber (81).
The rotor (92) forming the downstream working chamber (82) is formed with a downstream communication passage (92b) for communicating the discharge passage (605a) with the downstream working chamber (82). .
これにより、ヨークベーン型圧縮機において、上記した請求項3に記載の発明の効果を得ることができる。
Thereby, in the yoke vane type compressor, the effect of the invention described in
請求項9に記載の発明では、請求項8に記載の圧縮機において、上流側連通路(91b)は、上流側作動室(81)を形成するロータ(91)のうち仕切り部(605)側の端面に形成された溝で構成され、
下流側連通路(92b)は、下流側作動室(82)を形成するロータ(92)のうち仕切り部(605)側の端面に形成された溝で構成されていることを特徴とする。
According to the ninth aspect of the present invention, in the compressor according to the eighth aspect, the upstream communication path (91b) is on the partition (605) side of the rotor (91) forming the upstream working chamber (81). Composed of grooves formed on the end face of
The downstream side communication path (92b) is configured by a groove formed on an end surface of the rotor (92) forming the downstream side working chamber (82) on the partition part (605) side.
これにより、ロータ(91、92)に対する連通路(91b、92b)の加工を容易に行うことができる。 Thereby, the process of the communicating path (91b, 92b) with respect to a rotor (91, 92) can be performed easily.
請求項10に記載の発明では、請求項1ないし9のいずれか1つに記載の圧縮機において、他の作動室(42、82)を下流側作動室としたとき、
下流側作動室(42、82)の最大容積は、上流側作動室(41、81)の最大容積よりも小さくなっていることを特徴とする。
In the invention according to
The maximum volume of the downstream working chamber (42, 82) is smaller than the maximum volume of the upstream working chamber (41, 81).
このように、各作動室(41、42、81、82)の容積を適宜設定することにより、内圧特性を最適化してトルク変動を更に低減することが可能になる。 Thus, by appropriately setting the volume of each working chamber (41, 42, 81, 82), it is possible to optimize the internal pressure characteristics and further reduce the torque fluctuation.
請求項11に記載の発明では、請求項1ないし9のいずれか1つに記載の圧縮機において、複数個の作動室(41、42、81、82)を形成する回転部材(31、32、91、92)は、相互間の回転位相差が非均等になるように構成されていることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the compressor according to any one of the first to ninth aspects, the rotating member (31, 32,) that forms a plurality of working chambers (41, 42, 81, 82). 91, 92) is characterized in that the rotational phase difference between them is non-uniform.
このように、各作動室(41、42、81、82)の位相差を適宜設定することにより、内圧特性を最適化してトルク変動を更に低減することが可能になる。 Thus, by appropriately setting the phase difference between the working chambers (41, 42, 81, 82), it is possible to optimize the internal pressure characteristics and further reduce the torque fluctuation.
なお、本発明においては、作動室の個数、すなわち回転部材の個数をn個としたときに、回転部材相互間の回転位相差が360°/nの値に設定されている場合に「回転部材相互間の回転位相差が均等である」と言い、360°/nとは異なる値に設定されている場合に「回転部材相互間の回転位相差が非均等である」と言う。 In the present invention, when the number of working chambers, that is, the number of rotating members is n, the rotational phase difference between the rotating members is set to a value of 360 ° / n, the “rotating member” The rotational phase difference between the rotating members is equal. "When the rotation phase difference is set to a value different from 360 ° / n, the rotational phase difference between the rotating members is non-uniform.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。図1は、本発明の圧縮機が適用される車両用冷凍サイクルの模式図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle refrigeration cycle to which a compressor of the present invention is applied.
圧縮機(コンプレッサ)1は、冷媒(流体)を吸入して吐出する。凝縮器(放熱器)2は、圧縮機1から吐出された気相冷媒を凝縮させる。減圧器3は、凝縮器2から流出した冷媒を減圧する。減圧器であり、蒸発器4は、減圧器3にて減圧された液相冷媒を蒸発させる。蒸発器4から流出した気相冷媒は圧縮機1に吸入される。
The compressor (compressor) 1 sucks and discharges refrigerant (fluid). The condenser (heat radiator) 2 condenses the gas-phase refrigerant discharged from the
図2は圧縮機1の断面図である。圧縮機1は、3気筒のローリングピストン型圧縮機であり、気筒を形成するハウジング(内周面形成部材)10と、ハウジング10内に挿入されるシャフト11とを有している。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
図2の例では、ハウジング10は、軸方向(図2(a)の左右方向)に分割された4個の分割ハウジング部材101、102、103、104と、分割ハウジング部材101、102、103、104相互の間に挟まれる3枚の仕切り板105、106、107とを、ボルト(図示せず)で締結固定することによって構成されている。分割ハウジング部材101〜104および仕切り板105〜107は、アルミニウムで形成されている。
In the example of FIG. 2, the
4個の分割ハウジング部材101〜104のうち軸方向中央側に配置される分割ハウジング部材102、103には、円形孔102a、103aが軸方向に貫通して形成されている。したがって、分割ハウジング部材102、103は、断面円形状(所定形状)の内周面102b、103bを形成する。
Of the four divided
これに対し、軸方向一端側(図2(a)の左端側)に配置される分割ハウジング部材101には、分割ハウジング部材102、103の円形孔102a、103aと同軸上に配置される円形凹部101aが軸方向他端側(図2(a)の右端側)を向いて開口するように形成されている。したがって、分割ハウジング部材101は、断面円形状の内周面101bを形成する。
On the other hand, the divided
これにより、分割ハウジング部材101〜103と仕切り板105〜107との間には、3個の断面円形状の空間21、22、23が軸方向に直列に形成されることとなる。なお、本実施形態では、3個の断面円形状空間21〜23の内径寸法および容積が互いに同じになっている。
Thereby, between the divided
3個の断面円形状空間21〜23は、冷媒を吸入して圧縮する作動室41、42、43を構成する。したがって、仕切り板105、106は、3個の作動室41〜43を仕切る仕切り部としての役割を果たしている。
The three cross-sectional circular spaces 21 to 23 constitute working
4個の分割ハウジング部材101〜104のうち軸方向他端側(図2(a)の左端側)に配置される分割ハウジング部材104には、軸方向一端側(図2(a)の左端側)を向いて開口する凹部104aが形成されている。
Of the four divided
したがって、分割ハウジング部材104と仕切り板107との間に空間24が形成されることとなる。この空間24は、断面円形状空間21〜23すなわち作動室41〜43で圧縮された冷媒が吐出される吐出室を構成する。
Accordingly, a
シャフト11は、3個の断面円形状空間21〜23の中心部および仕切り板105〜107を貫通している。シャフト11の両端側部位は、ベアリング12、13を介してハウジング10に回転可能に支持されている。
The
分割ハウジング部材101には、シャフト11の一端部(図2(a)の左端部)をシャフト駆動手段(図示せず)に連結するための孔101cが形成されている。孔101cの内部には、冷媒漏れを防止するためのリップシール14が配置されている。
The
本例では、車両走行用のエンジンをシャフト駆動手段として用いているので、シャフト11の一端側には、エンジンからの駆動力が伝達されるプーリ(図示せず)および電磁クラッチ(図示せず)が連結されている。シャフト駆動手段として電動モータを用いてもよい。
In this example, since the engine for driving the vehicle is used as the shaft driving means, a pulley (not shown) and an electromagnetic clutch (not shown) to which the driving force from the engine is transmitted are provided on one end side of the
3個の断面円形状空間21〜23の各々には、シャフト11に連結された円盤状のローリングピストン(回転部材)31、32、33が配置されている。
Disc-shaped rolling pistons (rotating members) 31, 32, and 33 connected to the
ローリングピストン31〜33は、その外径寸法が断面円形状空間21〜23の内径寸法より小さくなっているとともに、断面円形状空間21〜23に対して偏心回転するようにシャフト11に連結されている。
The rolling
そして、ローリングピストン31〜33のうち回転中心から最も遠い部位(以下、最遠部と言う。)は、断面円形状空間21〜23の内周面101b、102b、103bに当接する。したがって、ローリングピストン31〜33は、断面円形状空間21〜23の内周面101b、102b、103bに沿って偏心回転することとなる。
And the part (henceforth a farthest part) farthest from a rotation center among rolling pistons 31-33 contact | abuts to the internal
断面円形状空間21〜23とローリングピストン31〜33との間には、冷媒を吸入して圧縮する作動室41、42、43が形成される。以下では、説明の便宜上、軸方向一端側の作動室41を1段目作動室、軸方向中央の作動室42を2段目作動室、軸方向他端側の作動室43を3段目作動室と言う。
Working
本実施形態では、ローリングピストン31〜33の外形寸法は互いに同じになっている。また、本実施形態では、3個のローリングピストン31〜33は、相互間の回転位相差が均等になるようにシャフト11に連結されている。すなわち、ローリングピストン31〜33相互の回転位相差は、360°/3=120°に設定されている。
In the present embodiment, the outer dimensions of the rolling
ローリングピストン31〜33は、シャフト11に固定されたロータ部31a、32a、33aと、ロータ部31a、32a、33aの外周側に配置された環状のピストン部31b、32b、33bと、ピストン部31b、32b、33bをロータ部31a、32a、33aに対して回転自在に支持するためのベアリング(図示せず)とで構成されている。
The rolling
なお、ローリングピストン31〜33は、必ずしもピストン部31b、32b、33bがロータ部31a、32a、33aに対して回転自在に構成されている必要はなく、ピストン部31b、32b、33bとロータ部31a、32a、33aとを一体化して1つの部材で構成してもよい。
In the rolling
分割ハウジング部材101〜103の内周面101b、102b、103bには、径方向外側(図2では上方側)に向かって窪んだ凹部101d、102d、103dが形成されている。凹部101d、102d、103dは、内周面101b、102b、103bの軸方向全長に亘って溝状に形成されている。
On the inner
凹部101d、102d、103dには、板状のベーン(区画部材)51、52、53が摺動可能(出没可能)に挿入されている。凹部101d、102d、103dには、ベーン51〜53を断面円形状空間21〜23の中心側に向かって付勢するスプリング15、16、17が配置されている。
Plate-like vanes (partition members) 51, 52, 53 are slidably inserted (can be projected and retracted) into the
スプリング15〜17の付勢力によって、ベーン51〜53は、ローリングピストン31〜33の回転位置に応じて内周面101b、102b、103bから出没してローリングピストン31〜33のピストン部31b、32b、33bに当接する。したがって、作動室41〜43は、ベーン51〜53によって2つの空間に区画される。
Due to the urging force of the
以下では、説明の便宜上、ローリングピストン31〜33の最遠部がベーン51〜53に当接するときのローリングピストン31〜33の回転角度を0°と定義する(図3(a)を参照)。
Below, for convenience of explanation, the rotation angle of the rolling
分割ハウジング部材101には、蒸発器4から流出した冷媒(未圧縮冷媒)を吸入する吸入口(図示せず)が形成されている。図2(b)に示すように、分割ハウジング部材101には、吸入口から吸入された冷媒を作動室41に供給する吸入通路101eが形成されている。
The
吸入通路101eは、内周面101bに開口しており、ローリングピストン31によって開閉される。本例では、吸入通路101eの配置位置は、ローリングピストン31〜33の回転角度で表すと約30°の所になっている(図3を参照)。
The
分割ハウジング部材102、103にも、吸入通路101eと同様の吸入通路102e、103eが形成されている。吸入通路102e、103eの配置位置および形状等は吸入通路101eと同様であるので、吸入通路102e、103eの符号のみを図2(b)の括弧内に付して吸入通路102e、103eの図示を省略している。
The divided
仕切り板105には、隣り合う作動室41、42同士を連通する吐出通路105aが形成されている。本実施形態では、吐出通路105aが3個形成されている。3個の吐出通路105aの配置位置は、ローリングピストン31〜33の回転角度で表すと約270°、約310°、約350°の所になっている(図3を参照)。
The
仕切り板106にも、仕切り板105と同様に、隣り合う作動室42、43同士を連通する吐出通路106aが形成されている。吐出通路106aの配置位置および形状等は吐出通路105aと同様であるので、吐出通路106aの符号のみを図2(b)の括弧内に付して吐出通路106aの図示を省略している。
Similarly to the
吐出通路105aは、ローリングピストン31、32によって開閉される。同様に、吐出通路106aは、ローリングピストン32、33によって開閉される。図3は、吐出通路105aをローリングピストン31、32によって開閉する仕組みを説明する説明図であり、ローリングピストン31、32が1回転する間の作動を回転角度30°毎に示している。
The
図4(a)は、図3(a)のB−B断面図であり、吐出通路105aがローリングピストン31、32によって閉じられている状態を例示している。図4(b)は、図3(h)のC−C断面図であり、吐出通路105aがローリングピストン31、32によって開かれている状態を例示している。
4A is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 3A, and illustrates a state where the
なお、吐出通路106aを開閉する仕組みについては、図3、図4に示す吐出通路105aを開閉する仕組みと同様であるので、図示を省略する。
The mechanism for opening and closing the
仕切り板105に対する吐出通路105aの開口位置(開口範囲)は、一端部と他端部とで異なっている。具体的には、図4に示すように、吐出通路105aは、仕切り板105の厚さ方向に対して平行に延びる円形の貫通孔部105bと、貫通孔部105bのうち1段目作動室41側の端部から仕切り板105の板面に沿って径方向外側に延びる溝部105cとで構成されている。
The opening position (opening range) of the
図3において、ローリングピストン31〜33は時計回り方向に回転する。以下では、説明の便宜上、ローリングピストン31〜33の回転方向を単に回転方向と言う。また、ローリングピストン31の回転角度を1段目の回転角度と言い、ローリングピストン32の回転角度を2段目の回転角度と言う。
In FIG. 3, the rolling
図3(a)〜(e)に示す1段目の回転角度が0°〜120°かつ2段目の回転角度=240°〜0°の場合には、図4(a)に例示するように吐出通路105aが閉じられる。すなわち、吐出通路105aの一端部(溝部105c側の端部)はローリングピストン31によって塞がれていないが、吐出通路105aの他端部(溝部105cと反対側の端部)がローリングピストン32によって塞がれるので、吐出通路105aが閉じられることとなる。
When the rotation angle of the first stage shown in FIGS. 3A to 3E is 0 ° to 120 ° and the rotation angle of the second stage = 240 ° to 0 °, as illustrated in FIG. The
一方、図3(f)〜(l)に示す1段目の回転角度=150°〜330°かつ2段目の回転角度=30°〜210°の場合には、図4(b)に例示するように吐出通路105aが開かれる。すなわち、吐出通路105aの両端部がローリングピストン31、32によって塞がれないので、吐出通路105aが開かれることとなる。
On the other hand, when the first stage rotation angle = 150 ° to 330 ° and the second stage rotation angle = 30 ° to 210 ° shown in FIGS. Thus, the
図2(a)に示す仕切り板107には、作動室43と吐出室24とを連通する最終吐出通路(図示せず)が形成されている。仕切り板107には、最終吐出通路を開閉する吐出弁(図示せず)が配置されている。図2の例では、吐出弁としてリード弁が用いられており、吐出弁の開度を規制するリテーナ19が仕切り板107に配置されている。吐出室24の冷媒は、ハウジング10に形成された吐出口(図示せず)から凝縮器2に向けて吐出される。
In the
次に、上記構成における作動を説明する。シャフト駆動手段(図示せず)がシャフト11を回転駆動するとローリングピストン31〜33が偏心回転する。ローリングピストン31〜33の偏心回転によって、作動室41〜43毎に吸入行程と圧縮行程とが繰り返し行われる。
Next, the operation in the above configuration will be described. When a shaft driving means (not shown) rotationally drives the
ここで、吸入行程は、作動室41〜43が吸入通路101e、102e、103eと連通状態になって、吸入通路101e、102e、103eからの未圧縮冷媒が作動室41〜43に吸入される行程である。圧縮行程は、作動室41〜43が吸入通路101e、102e、103eと非連通状態になって、作動室41〜43において冷媒が圧縮される行程である。
Here, in the suction stroke, the working
上述のごとく、作動室41〜43はベーン51〜53によって2つの空間に区画される。この2つの空間のうち一方の空間で吸入行程が行われ、他方の空間で圧縮行程が行われる。
As described above, the working
このことを図3に基づいて具体的に説明する。ここでは1段目作動室41についてのみ説明するが、2、3段目作動室42、43についても基本的作動は同様である。
This will be specifically described with reference to FIG. Although only the first
図3(b)〜(l)に示す1段目の回転角度≠0°のときには、作動室41に形成される2つの空間のうちベーン51に対して回転方向側(時計回り方向側)に位置する空間で吸入行程が行われ、もう1つの空間、すなわちベーン51に対して反回転方向側(反時計回り方向側)に位置する空間で圧縮行程が行われる。
When the rotation angle of the first stage shown in FIGS. 3B to 3L is not 0 °, the two spaces formed in the working
作動室41の一方の空間が吸入通路101eと連通状態になったときに吸入行程が始まる。そして、作動室41の一方の空間が吸入通路101eと非連通状態になったときに吸入行程が終了すると同時に圧縮行程が開始される。
The suction stroke begins when one space of the working
圧縮行程の終了は、図3(a)に示す1段目の回転角度=0°になったときである。すなわち、1段目の回転角度=0°のときには、ベーン51がローリングピストン31の最遠部によって作動室41の外側まで押し込まれるので、圧縮行程が行われる空間の容積が零になって圧縮行程が終了する。
The end of the compression process is when the rotation angle at the first stage shown in FIG. That is, when the rotation angle at the first stage is 0 °, the
このように、作動室41の2つの空間のうち1つの空間に着目すれば、シャフト11が2回転する間に吸入行程および圧縮行程が1サイクル行われることとなる。一方、作動室41全体に着目すれば、吸入行程および圧縮行程は作動室41の2つの空間で並行して行われるので、シャフト11が1回転する間に吸入行程および圧縮行程が1回ずつ行われることとなる。
Thus, if attention is paid to one of the two spaces of the working
上述のごとく図3(f)〜(l)に示す1段目の回転角度が150°〜330°の場合には吐出通路105aが開かれる。これにより、1段目作動室41において圧縮された冷媒は、吐出通路105aを通じて、隣り合う2段目作動室42に吐出される。
As described above, when the first stage rotation angle shown in FIGS. 3F to 3L is 150 ° to 330 °, the
上述のごとく2段目作動室42では1段目作動室41に対して回転位相が120°遅れているので、吐出通路105aが開かれるときの2段目の回転角度は30°〜210°である。
As described above, since the rotation phase of the second
このため、2段目作動室42の2つの空間のうち圧縮行程中の空間(吸入行程完了後で圧縮中の空間)に、1段目作動室41で圧縮された冷媒が供給される。その結果、2段目作動室42では、吸入通路102eから供給された未圧縮冷媒に、1段目作動室41で圧縮された圧縮冷媒が混合されて圧縮されることとなる。
For this reason, the refrigerant compressed in the first
2段目作動室42では、1段目作動室41と同様に、回転角度が150°〜330°の場合に吐出通路106aが開かれるので、2段目作動室42で圧縮された冷媒は、吐出通路106aを通じて、隣り合う3段目作動室43に吐出される。
In the second
ここで、2段目の回転角度が240°〜330°の場合は、1段目作動室41の回転角度が0°〜90°である。すなわち、この場合には1段目作動室41では圧縮行程が終了して吸入行程になっているので、1段目作動室41の内圧は2段目作動室42の内圧よりも低くなっている。
Here, when the rotation angle of the second stage is 240 ° to 330 °, the rotation angle of the first
このとき、図3(a)〜(d)に示すように吐出通路105aは閉じられているので、2段目作動室42の冷媒が吐出通路105aを通じて1段目作動室41に逆流してしまうことが防止される。
At this time, since the
3段目作動室43においても、2段目作動室42と同様に、2つの空間のうち圧縮行程中の空間に、2段目作動室42で圧縮された冷媒が供給されるので、吸入通路103eから供給された未圧縮冷媒に2段目作動室42で圧縮された圧縮冷媒が混合されて圧縮される。
Also in the third stage working chamber 43, the refrigerant compressed in the second
また、吐出通路106aは、吐出通路105aと同様に、2段目作動室42の内圧が3段目作動室43の内圧よりも低くなっている場合に閉じられるので、3段目作動室43の冷媒が吐出通路106aを通じて2段目作動室42に逆流してしまうことが防止される。
Similarly to the
そして、3段目作動室43の内圧が所定圧力以上に達すると、吐出弁(図示せず)が開くので、3段目作動室43で圧縮された冷媒が吐出室24に吐出される。
When the internal pressure of the third stage working chamber 43 reaches a predetermined pressure or higher, a discharge valve (not shown) is opened, so that the refrigerant compressed in the third stage working chamber 43 is discharged into the
図5(a)は、上記作動におけるボア内圧(作動室の2つの空間のうち圧縮行程中の空間の内圧)の変動を示すグラフである。図5(a)の横軸の回転角度は、1段目の回転角度を示している。図5(a)の破線は、比較例として、作動室の総容量が本実施形態と同一かつ作動室が1つのみ(1気筒)のローリングピストン型圧縮機におけるボア内圧の変動を示している。 FIG. 5A is a graph showing fluctuations in the bore internal pressure (the internal pressure of the space during the compression stroke of the two spaces of the working chamber) in the above operation. The rotation angle on the horizontal axis in FIG. 5A indicates the rotation angle of the first stage. The broken line in FIG. 5A shows, as a comparative example, fluctuations in bore internal pressure in a rolling piston compressor having a total working chamber capacity identical to that of the present embodiment and only one working chamber (one cylinder). .
上述のごとく作動室41〜43相互間には120°の位相差が設定されているので、各作動室41〜43で圧縮行程が行われる期間は120°ずつずれることとなる。
Since the phase difference of 120 ° is set between the working
したがって、回転角度=0°〜120°では1段目作動室41のみで冷媒を圧縮し、回転角度=120°〜240°では1、2段目作動室41、42で冷媒を圧縮し、回転角度=240°〜360°では1〜3段目作動室41〜43で冷媒を圧縮し、回転角度=360°〜480°では2、3段目作動室42、43で冷媒を圧縮し、回転角度=480°〜600°では3段目作動室43のみで冷媒を圧縮することとなる。
Therefore, when the rotation angle is 0 ° to 120 °, the refrigerant is compressed only in the first
1段目作動室41のみで冷媒を圧縮する回転角度=0°〜120°では、比較例と同様にボア内圧が上昇する。
When the rotation angle at which the refrigerant is compressed only in the first
1、2段目作動室41、42で冷媒を圧縮する回転角度=120°〜240°のうち、回転角度=120°〜150°では吐出通路105aがまだ開かれておらず、1段目作動室41と2段目作動室42とが隔絶されている。
Among the rotation angles = 120 ° -240 ° for compressing the refrigerant in the first and second
このため、1段目作動室41では、引き続いて比較例と同様にボア内圧が上昇する一方、2段目作動室42では未圧縮冷媒のみが圧縮されるので2段目作動室42の内圧が1段目作動室41の内圧よりも低くなる。
For this reason, the bore internal pressure continues to rise in the first
そして、回転角度=150°〜240°では吐出通路105aが開かれることによって、1段目作動室41の内圧と2段目作動室42の内圧とが均圧した後に1、2段目作動室41、42の内圧が上昇することとなる。このため、比較例と比べてボア内圧の上昇が緩やかになる。
When the rotation angle is 150 ° to 240 °, the
1〜3段目作動室41〜43で冷媒を圧縮する回転角度=240°〜360°のうち、回転角度=240°〜270°では吐出通路106aがまだ開かれていないので、3段目作動室43の内圧は1、2段目作動室41、42の内圧よりも低くなる。
Among the rotation angles = 240 ° to 360 ° for compressing the refrigerant in the first to
そして、回転角度=270°〜360°では吐出通路105aが開かれることによって、1、2段目作動室41、42の内圧と3段目作動室43の内圧とが均圧した後に1〜3段目作動室41〜43の内圧が上昇することとなる。このため、比較例と比べてボア内圧の上昇がより緩やかになる。
When the rotation angle is 270 ° to 360 °, the
なお、回転角度=約320°以降でボア内圧の上昇が止まるのは、ボア内圧が吐出弁(図示せず)の開弁圧(所定圧力)に達して吐出弁が開くためである。 The reason why the bore internal pressure stops increasing after the rotation angle = about 320 ° is that the bore internal pressure reaches the valve opening pressure (predetermined pressure) of the discharge valve (not shown) and the discharge valve opens.
図5(a)から分かるように、本実施形態では圧縮行程が600°(360°+120°+120°)で完了するので、圧縮行程が360°で完了する1気筒の比較例と比べてボア内圧の上昇を緩やかにすることができる。このため、比較例と比べてトルク変動を大幅に低減できるとともに、トルク変動周波数において1次成分を主成分とすることができる。ここで、1次成分とは、回転角度360°(ローリングピストンが1回転)当たりを1周期として1回発生する成分のことを意味する。 As can be seen from FIG. 5A, in this embodiment, the compression stroke is completed at 600 ° (360 ° + 120 ° + 120 °), so that the bore internal pressure is compared with the comparative example of one cylinder where the compression stroke is completed at 360 °. Can be moderated. For this reason, torque fluctuation can be significantly reduced as compared with the comparative example, and the primary component can be the main component in the torque fluctuation frequency. Here, the primary component means a component that occurs once with a rotation angle of 360 ° (one rotation of the rolling piston) as one cycle.
この効果について詳しく説明する。図5(b)は、上記作動におけるボア容量(作動室の2つの空間のうち圧縮行程中の空間の容量)の変動を作動室41〜43毎に示したグラフである。図6(a)は、上記作動における軸トルクの変動を作動室41〜43毎に示したグラフである。図6(b)は、図6(a)における各作動室41〜43の軸トルクを合成した合成軸トルクを示したグラフである。
This effect will be described in detail. FIG. 5B is a graph showing fluctuations in the bore capacity (the capacity of the space during the compression stroke of the two spaces of the working chamber) in each of the working
ここで、軸トルクは、シャフト11を駆動するために必要なトルクのことであり、ボア容量の変動量およびボア内圧と関係がある。具体的には、ボア容量の変動量およびボア内圧が大きい場合に軸トルクが大きくなる。
Here, the axial torque is a torque necessary for driving the
したがって、図5(a)に示すボア内圧、および図5(b)に示す各作動室41〜43のボア容量の変動特性から図6(a)に示す各作動室41〜43の軸トルクを求めることができ、さらに図6(a)に示す各作動室41〜43の軸トルクを合成することによって図6(b)に示す合成軸トルクを求めることができる。なお、図6(a)、(b)の破線は、上記比較例、すなわち作動室の総容量が本実施形態と同一かつ1気筒のローリングピストン型圧縮機における軸トルクを示している。
Accordingly, the axial torques of the working
本実施形態では、図6(a)に示すように各作動室41〜43における軸トルクの変動特性が互いに顕著に異なるので、図6(b)に示すように合成軸トルクの変動を小さく抑えることができるとともに、合成軸トルクにおいて各作動室41〜43の圧縮行程毎にピークが発生することを回避してピークの発生を回転角度360°につき1回のみに抑えることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 6A, the fluctuation characteristics of the shaft torque in each of the working
このため、低トルク変動および低変動周波数という従来背反していた特性を両立することができる。そして、低トルク変動を実現することによって、圧縮機1の作動をスムーズにして振動を低減することができる。また、低変動周波数を実現することによって、エンジンルームに配置される各種補機等との共振を抑制することができる。
For this reason, it is possible to achieve both the contradictory characteristics of low torque fluctuation and low fluctuation frequency. And by implement | achieving a low torque fluctuation | variation, the action | operation of the
また、本実施形態によると、吐出通路105a、106aは、下流側作動室42、43が吸入行程中の場合に閉じられるので、上流側作動室41、42から下流側作動室42、43に吐出された冷媒が下流側作動室42、43の吸入通路102e、103eに逆流してしまうことを防止できる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によると、吐出通路105a、106aは、上流側作動室41、42の内圧が下流側作動室42、43の内圧よりも低くなっている場合に閉じられるので、下流側作動室42、43の冷媒が吐出通路105a、106aを通じて上流側作動室41、42に逆流してしまうことを防止できる。
Further, according to the present embodiment, the
しかも、本実施形態によると、吐出通路105a、106aが仕切り板105、106に形成されているとともに、吐出通路105a、106aの開口位置(開口範囲)を一端部と他端部とで異ならせているので、上述のような複雑なタイミングでの吐出通路105a、106aの開閉をローリングピストン31〜33によって行うことができる。換言すれば、吐出通路105a、106aを閉じる機構をローリングピストン31〜33によって構成することができる。
Moreover, according to the present embodiment, the
このため、吐出通路105a、106aを閉じるための専用の機構(例えば弁機構)を設ける場合と比べて構成を簡素化でき、ひいては部品点数の削減およびコストの低減を図ることができる。
For this reason, compared with the case where a dedicated mechanism (for example, a valve mechanism) for closing the
特に、本実施形態では、吐出通路105a、106aの開口位置(開口範囲)を一端部と他端部とで異ならせるために、吐出通路105aを、仕切り板105、106の厚さ方向に対して平行に延びる貫通孔部105bと、貫通孔部105bの一端部から仕切り板105、106の板面に沿って延びる溝部105cとで構成している。このため、例えば、吐出通路105a、106aを、仕切り板105、106の厚さ方向に対して斜めに延びる孔部で構成する場合と比較して、仕切り板105、106に対する吐出通路105a、106aの加工を容易に行うことができる。
In particular, in the present embodiment, in order to make the opening positions (opening ranges) of the
また、本実施形態によると、3個の作動室41〜43が協働して冷媒を圧縮するので、最終的な冷媒の吐出は3段目の作動室43から行われ、1、2段目の作動室41、42からは行われない。このため、吐出弁(図示せず)および吐出室24が1個ずつで済む。したがって、例えば3個(複数個)の作動室が互いに独立して冷媒を圧縮するために吐出弁および吐出室が3個(複数個)ずつ必要になるものと比較して、部品点数の削減によるコスト低減および体格の小型化を図ることができる。
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、全ての吐出通路105aが貫通孔部105bと溝部105cとで構成されていたが、本第2実施形態では、図7に示すように、ベーン51に最も近い1個の吐出通路105aのみが貫通孔部と溝部とで構成されており、残余の3個の吐出通路105aは貫通孔部のみで構成されている。
In addition, according to the present embodiment, the three working
(Second Embodiment)
In the first embodiment, all the
本実施形態によると、吐出通路105aの配置位置を上記第1実施形態に対して変更することによって、一部の吐出通路105aを貫通孔部のみで構成可能にしている。このため、仕切り板105に対する吐出通路105aの加工をより容易に行うことができる。
(第3実施形態)
上記第1実施形態では、断面円形状空間21〜23の容積、すなわち各作動室41〜43の最大容積が同じになっているが、本第3実施形態では、図8に示すように、断面円形状空間21〜23の容積、すなわち各作動室41〜43の最大容積は、1段目から3段目に向かうにつれて徐々に小さくなっている。
According to the present embodiment, by changing the arrangement position of the
(Third embodiment)
In the said 1st Embodiment, although the volume of the cross-sectional circular space 21-23, ie, the maximum volume of each working chamber 41-43, is the same, in this 3rd Embodiment, as shown in FIG. The volume of the circular spaces 21 to 23, that is, the maximum volume of each working
このように、各作動室41〜43の容積を適宜設定することにより、内圧特性を最適化してトルク変動を更に低減することが可能になる。
(第4実施形態)
上記第1実施形態では、各作動室41〜43相互間の位相差が均等(120°)になっているが、本第4実施形態では、図9に示すように、各作動室41〜43相互間の位相差が非均等になっている。
Thus, by appropriately setting the volumes of the working
(Fourth embodiment)
In the first embodiment, the phase difference between the working
このように、各作動室41〜43の位相差を適宜設定することにより、内圧特性を最適化してトルク変動を更に低減することが可能になる。
Thus, by appropriately setting the phase difference between the working
因みに、本実施形態における吐出通路105a、106aの開閉は、上記第1実施形態と同様に、ローリングピストン31〜33によって行うことができる。また、吐出通路105a、106aの配置は、各作動室41〜43の位相差の設定に応じて適宜変更するのが好ましい。
(第5実施形態)
上記各実施形態では、本発明をローリングピストン型圧縮機に適用した例を示したが、本第5実施形態では、本発明をヨークベーン型圧縮機に適用している。
Incidentally, the opening and closing of the
(Fifth embodiment)
In each of the above embodiments, an example in which the present invention is applied to a rolling piston compressor has been described. In the fifth embodiment, the present invention is applied to a yoke vane compressor.
図10に示すように、本実施形態のヨークベーン型圧縮機は、2つの気筒を形成するハウジング(内周面形成部材)60と、ハウジング60内に挿入されるシャフト61とを有している。
As shown in FIG. 10, the yoke vane compressor of the present embodiment includes a housing (inner peripheral surface forming member) 60 that forms two cylinders, and a
図10の例では、ハウジング60は、軸方向(図2(a)の左右方向)に分割された4個の分割ハウジング部材601、602、603、604と、分割ハウジング部材602、603、604相互の間に挟まれる2枚の仕切り板605、606とを、ボルト(図示せず)で締結固定することによって構成されている。分割ハウジング部材601〜604および仕切り板605、606は、アルミニウムで形成されている。
In the example of FIG. 10, the
4個の分割ハウジング部材601〜604のうち軸方向中央側に配置される分割ハウジング部材602、603には、円形孔602a、603aが軸方向に貫通して形成されている。したがって、分割ハウジング部材602、603は、断面円形状の内周面602b、603bを形成する。
Of the four divided
これに対し、軸方向一端側(図2(a)の左端側)に配置される分割ハウジング部材601には、分割ハウジング部材602の円形孔602aを閉塞する平坦面601aが形成されている。
On the other hand, a flat surface 601a that closes the
これにより、分割ハウジング部材601〜603と仕切り板605、606との間には、2個の断面円形状の空間71、72が軸方向に直列に形成されることとなる。なお、本実施形態では、2個の断面円形状空間71、72の内径寸法および容積が互いに同じになっている。
Thereby, between the divided
2個の断面円形状空間71、72は、冷媒を吸入して圧縮する作動室81、82を構成する。したがって、仕切り板605、606は、2個の作動室81〜82を仕切る仕切り部としての役割を果たしている。
The two cross-sectional
4個の分割ハウジング部材601〜604のうち軸方向他端側(図10(a)の左端側)に配置される分割ハウジング部材604には、軸方向一端側(図10(a)の左端側)を向いて開口する凹部604aが形成されている。
Of the four divided
したがって、分割ハウジング部材604と仕切り板606との間に空間73が形成されることとなる。この空間73は、断面円形状空間71、72すなわち作動室81、82で圧縮された冷媒が吐出される吐出室を構成する。
Accordingly, a
シャフト61は、3個の断面円形状空間71、72の非中心部および仕切り板605、606を貫通している。シャフト61の両端側部位は、ベアリング62、63を介してハウジング60に回転可能に支持されている。
The
分割ハウジング部材601には、シャフト61の一端部(図10(a)の左端部)をシャフト駆動手段(図示せず)に連結するための孔601cが形成されている。孔601cの内部には、冷媒漏れを防止するためのリップシール64が配置されている。
The divided
本例では、車両走行用のエンジンをシャフト駆動手段として用いているので、シャフト61の一端側には、エンジンからの駆動力が伝達されるプーリ(図示せず)および電磁クラッチ(図示せず)が連結されている。シャフト駆動手段として電動モータを用いてもよい。
In this example, since the engine for driving the vehicle is used as the shaft driving means, a pulley (not shown) and an electromagnetic clutch (not shown) to which the driving force from the engine is transmitted are provided on one end side of the
2個の断面円形状空間71、72の各々には、シャフト61に連結された円盤状のロータ(回転部材)91、92が配置されている。
Disc-shaped rotors (rotating members) 91 and 92 connected to the
ロータ91、92は、外径寸法が断面円形状空間71、72の内径寸法より小さくなっているとともに、その中心部がシャフト11に連結されている。ロータ91、92の外径寸法は、シャフト11の中心と、断面円形状空間71、72の内周面のうちシャフト11から最も近い部位(以下、最近接部と言う。)との間の距離と同一に設定されている。したがって、ロータ91、92は、断面円形状空間71、72の最近接部に内接しながら回転することができる。本実施形態では、ロータ91、92の外形寸法は互いに同じになっている。
The
断面円形状空間71、72とロータ91、92との間には、冷媒を吸入して圧縮する作動室81、82が形成される。以下では、説明の便宜上、軸方向一端側の作動室81を1段目作動室、軸方向他端側の作動室82を2段目作動室と言う。
Working chambers 81 and 82 for sucking and compressing the refrigerant are formed between the
ロータ91、92の外周面には、ロータ91、92の内側に向かって窪んだ凹部91a、92aが形成されている。凹部91a、92aは、ロータ91、92の軸方向全長に亘って溝状に形成されている。
凹部91a、92aには、板状のベーン(区画部材)93、94が摺動可能(出没可能)に挿入されている。凹部91a、92aには、ベーン93、94を断面円形状空間71、72の内周面に向かって付勢するスプリング(図示せず)が配置されている。
Plate-like vanes (partition members) 93 and 94 are slidably inserted into the
スプリング(図示せず)の付勢力によって、ベーン93、94は、ロータ91、92の回転位置に応じてロータ91、92の外周面から出没して断面円形状空間71、72の内周面に当接する。したがって、作動室81、82は、ベーン93、94によって2つの空間に区画される。
Due to the urging force of a spring (not shown), the
以下では、説明の便宜上、ベーン93、94が断面円形状空間71、72の最近接部に当接するときのロータ91、92の回転角度を0°と定義する(図11(a)を参照)。本実施形態では、2個のロータ91、92は、相互間の回転位相差が均等になるようにシャフト61に連結されている。すなわち、ロータ91、92相互の回転位相差は、360°/2=180°に設定されている。
Hereinafter, for convenience of explanation, the rotation angle of the
図10(b)、(c)に示すように、分割ハウジング部材604には、蒸発器4から流出した冷媒(未圧縮冷媒)を吸入する吸入口65が形成されている。図10(b)に示すように、分割ハウジング部材602には、吸入口から吸入された冷媒を作動室81に供給する吸入通路602dが形成されている。
As shown in FIGS. 10B and 10C, the
吸入通路602dは、内周面602bに開口している。本例では、吸入通路602dの配置位置は、ロータ91の回転角度で表すと約10〜30°の所になっている(図11を参照)。
The
図10(c)に示すように、分割ハウジング部材603にも、吸入通路602dと同様の吸入通路603dが形成されている。吸入通路603dの配置位置および形状等は吸入通路602dと同様である。
As shown in FIG. 10C, the divided
図10(a)、(b)に示すように、仕切り板605には、隣り合う作動室81、82同士を連通する吐出通路605aが形成されている。本実施形態では、吐出通路605aが3個形成されている。3個の吐出通路605aの配置位置は、ロータ91、92の回転角度で表すと約270°、約310°、約350°の所になっている(図11を参照)。吐出通路605aは、仕切り板605の表裏を貫通する円形孔で構成されている。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the
吐出通路605aは、ロータ91、92によって開閉される。図11は、吐出通路605aをロータ91、92によって開閉する仕組みを説明する説明図であり、ロータ91、92が1回転する間の作動を回転角度30°毎に示している。
The
図12(a)は、図11(a)のF−F断面図であり、吐出通路605aがロータ91、92によって閉じられている状態を例示している。図12(b)は、図11(i)のG−G断面図であり、吐出通路605aがロータ91、92によって開かれている状態を例示している。
FIG. 12A is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 11A, and illustrates a state where the
ロータ91には、吐出通路605aを第1作動室81に連通させるための連通路91bが形成されている。図12に示すように、連通路91bは、ロータ91のうち仕切り板605側の端面に形成された溝で構成されている。具体的には、連通路91bは、ベーン93の近傍部位からロータ91、92の周方向に円弧状に延びる周方向溝と、周方向溝のうちベーン93側の端部から径方向外側に向かって延びてロータ91、92の外周面に到達する径方向溝とで構成されている。周方向溝は、3個の吐出通路605aのうち隣接する2つの吐出通路605aに同時に重合できる長さを有している。
The
同様に、ロータ92には、吐出通路605aを第2作動室82に連通させるための連通路92bが、ロータ91の連通路92bと同形状かつ重合するように形成されている。
Similarly, the
図11において、ロータ91、92は時計回り方向に回転する。以下では、説明の便宜上、ロータ91、92の回転方向を単に回転方向と言う。また、ロータ91の回転角度を1段目の回転角度と言い、ロータ92の回転角度を2段目の回転角度と言う。
In FIG. 11, the
図11(a)〜(h)に示す1段目の回転角度が0°〜210°かつ2段目の回転角度=180°〜30°の場合には、図12(a)に例示するように吐出通路605aが閉じられる。すなわち、吐出通路605aの両端部がロータ91、92によって塞がれる。
When the rotation angle of the first stage shown in FIGS. 11A to 11H is 0 ° to 210 ° and the rotation angle of the second stage = 180 ° to 30 °, as illustrated in FIG. The
一方、図11(i)〜(l)に示す1段目の回転角度=240°〜330°かつ2段目の回転角度=60°〜150°の場合には、図12(b)に例示するように吐出通路605aが開かれる。すなわち、吐出通路105aの両端部がロータ91、92の連通路91b、92bと重合するので、吐出通路605aが第1、第2作動室81、82に連通することとなる。
On the other hand, when the first stage rotation angle = 240 ° to 330 ° and the second stage rotation angle = 60 ° to 150 ° shown in FIGS. 11 (i) to 11 (l), examples are shown in FIG. 12 (b). Thus, the
図10(a)に示す仕切り板606には、作動室82と吐出室73とを連通する最終吐出通路(図示せず)が形成されている。仕切り板606には、最終吐出通路を開閉する吐出弁(図示せず)が配置されている。図10の例では、吐出弁としてリード弁が用いられており、吐出弁の開度を規制するリテーナ66が仕切り板606に配置されている。吐出室73の冷媒は、ハウジング60に形成された吐出口(図示せず)から凝縮器2に向けて吐出される。
In the
次に、上記構成における作動を説明する。シャフト駆動手段(図示せず)がシャフト61を回転駆動するとロータ91、92が回転する。ロータ91、92の回転によって、作動室81、82毎に吸入行程と圧縮行程とが繰り返し行われる。
Next, the operation in the above configuration will be described. When a shaft driving means (not shown) drives the
ここで、吸入行程は、作動室81、82が吸入通路602d、603dと連通状態になって、吸入通路602d、603dからの未圧縮冷媒が作動室81、82に吸入される行程である。圧縮行程は、作動室81、82が吸入通路602d、603dと非連通状態になって、作動室81、82において冷媒が圧縮される行程である。
Here, the suction stroke is a stroke in which the working chambers 81 and 82 are in communication with the
上述のごとく、作動室81、82はベーン93、94によって2つの空間に区画される。この2つの空間のうち一方の空間で吸入行程が行われ、他方の空間で圧縮行程が行われる。
As described above, the working chambers 81 and 82 are divided into two spaces by the
このことを図11に基づいて具体的に説明する。ここでは1段目作動室81についてのみ説明するが、2段目作動室82についても基本的作動は同様である。 This will be specifically described with reference to FIG. Here, only the first-stage working chamber 81 will be described, but the basic operation of the second-stage working chamber 82 is the same.
図11(b)〜(l)に示す1段目の回転角度≠0°のときには、作動室81に形成される2つの空間のうちベーン93に対して反回転方向側(反時計回り方向側)に位置する空間で吸入行程が行われ、もう1つの空間、すなわちベーン93に対して回転方向側(時計回り方向側)に位置する空間で圧縮行程が行われる。
When the rotation angle of the first stage shown in FIGS. 11B to 11L is not 0 °, the counterclockwise direction side (counterclockwise direction side) with respect to the
作動室81の一方の空間が吸入通路602dと連通状態になったときに吸入行程が始まる。そして、作動室81の一方の空間が吸入通路602dと非連通状態になったときに吸入行程が終了すると同時に圧縮行程が開始される。
The suction stroke starts when one space of the working chamber 81 is in communication with the
圧縮行程の終了は、図11(a)に示す1段目の回転角度=0°になったときである。すなわち、1段目の回転角度=0°のときには、ベーン93が断面円形状空間71、72の内周面の最近接部によってロータ91の外周面と同一面上まで押し込まれるので、圧縮行程が行われる空間の容積が零になって圧縮行程が終了する。
The end of the compression stroke is when the rotation angle at the first stage shown in FIG. That is, when the rotation angle at the first stage is 0 °, the
このように、作動室81の2つの空間のうち1つの空間に着目すれば、シャフト61が2回転する間に吸入行程および圧縮行程が1サイクル行われることとなる。一方、作動室81全体に着目すれば、吸入行程および圧縮行程は作動室81の2つの空間で並行して行われるので、シャフト61が1回転する間に吸入行程および圧縮行程が1回ずつ行われることとなる。
Thus, if attention is paid to one of the two spaces of the working chamber 81, the suction stroke and the compression stroke are performed for one cycle while the
上述のごとく図11(i)〜(l)に示す1段目の回転角度が240°〜330°の場合には吐出通路605aが開かれる。これにより、1段目作動室81において圧縮された冷媒は、吐出通路605aを通じて、隣り合う2段目作動室82に吐出される。
As described above, the
上述のごとく2段目作動室82では1段目作動室81に対して回転位相が180°遅れているので、吐出通路605aが開かれるときの2段目の回転角度は60°〜150°である。
As described above, since the rotation phase of the second stage working chamber 82 is delayed by 180 ° with respect to the first stage working chamber 81, the second stage rotation angle when the
このため、2段目作動室82の2つの空間のうち圧縮行程中の空間(吸入行程完了後で圧縮中の空間)に、1段目作動室81で圧縮された冷媒が供給される。その結果、2段目作動室82では、吸入通路602dから供給された未圧縮冷媒に、1段目作動室81で圧縮された圧縮冷媒が混合されて圧縮されることとなる。
Therefore, the refrigerant compressed in the first-stage working chamber 81 is supplied to the space in the compression stroke (the space being compressed after the suction stroke is completed) of the two spaces of the second-stage working chamber 82. As a result, in the second stage working chamber 82, the compressed refrigerant compressed in the first stage working chamber 81 is mixed with the uncompressed refrigerant supplied from the
そして、2段目作動室82の内圧が所定圧力以上に達すると、吐出弁(図示せず)が開くので、2段目作動室82で圧縮された冷媒が吐出室73に吐出される。
When the internal pressure of the second stage working chamber 82 reaches a predetermined pressure or higher, a discharge valve (not shown) is opened, so that the refrigerant compressed in the second stage working chamber 82 is discharged into the
ここで、2段目の回転角度が180°〜330°の場合は、1段目作動室41の回転角度が0°〜150°である。すなわち、この場合には1段目作動室81では圧縮行程が終了して吸入行程になっているので、1段目作動室81の内圧は2段目作動室82の内圧よりも低くなっている。
Here, when the rotation angle of the second stage is 180 ° to 330 °, the rotation angle of the first
このとき、図11(a)〜(f)に示すように吐出通路605aは閉じられているので、2段目作動室82の冷媒が吐出通路605aを通じて1段目作動室81に逆流してしまうことが防止される。
At this time, since the
図13(a)は、上記作動におけるボア内圧(作動室の2つの空間のうち圧縮行程中の空間の内圧)の変動を示すグラフである。図13(a)の横軸の回転角度は、1段目の回転角度を示している。図13(a)の破線は、比較例として、作動室の総容量が本実施形態と同一かつ作動室が1つのみ(1気筒)のヨークベーン型圧縮機におけるボア内圧の変動を示している。 FIG. 13A is a graph showing fluctuations in the bore internal pressure (the internal pressure of the space during the compression stroke of the two spaces of the working chamber) in the above operation. The rotation angle on the horizontal axis in FIG. 13A indicates the rotation angle of the first stage. As a comparative example, the broken line in FIG. 13A shows fluctuations in bore internal pressure in a yoke vane type compressor having the same total capacity of the working chamber as that of the present embodiment and only one working chamber (one cylinder).
上述のごとく作動室81、82相互間には180°の位相差が設定されているので、各作動室81、82で圧縮行程が行われる期間は180°ずつずれることとなる。 As described above, since a phase difference of 180 ° is set between the working chambers 81 and 82, the period during which the compression stroke is performed in the working chambers 81 and 82 is shifted by 180 °.
したがって、回転角度=0°〜180°では1段目作動室81のみで冷媒を圧縮し、回転角度=180°〜360°では1、2段目作動室81、82で冷媒を圧縮し、回転角度=360°〜540°では2段目作動室82のみで冷媒を圧縮することとなる。 Therefore, when the rotation angle is 0 ° to 180 °, the refrigerant is compressed only in the first stage working chamber 81, and when the rotation angle is 180 ° to 360 °, the refrigerant is compressed and rotated in the first and second stage working chambers 81 and 82. When the angle is 360 ° to 540 °, the refrigerant is compressed only in the second stage working chamber 82.
1段目作動室81のみで冷媒を圧縮する回転角度=0°〜180°では、比較例と同様にボア内圧が上昇する。 At the rotation angle = 0 ° to 180 ° at which the refrigerant is compressed only in the first stage working chamber 81, the bore internal pressure increases as in the comparative example.
1、2段目作動室81、82で冷媒を圧縮する回転角度=180°〜360°のうち、回転角度=180°〜210°では吐出通路605aがまだ開かれておらず、1段目作動室81と2段目作動室82とが隔絶されている。
Of the rotation angles = 180 ° to 360 ° for compressing the refrigerant in the first and second stage working chambers 81 and 82, the
このため、1段目作動室81では、引き続いて比較例と同様にボア内圧が上昇する一方、2段目作動室82では未圧縮冷媒のみが圧縮されるので2段目作動室82の内圧が1段目作動室81の内圧よりも低くなる。 Therefore, in the first stage working chamber 81, the bore internal pressure continues to increase as in the comparative example, while in the second stage working chamber 82, only the uncompressed refrigerant is compressed, so the internal pressure in the second stage working chamber 82 is increased. It becomes lower than the internal pressure of the first stage working chamber 81.
そして、回転角度=210°〜360°では吐出通路605aが開かれることによって、1段目作動室81の内圧と2段目作動室82の内圧とが均圧した後に1、2段目作動室81、82の内圧が上昇することとなる。このため、比較例と比べてボア内圧の上昇が緩やかになる。
When the rotation angle is 210 ° to 360 °, the
なお、回転角度=約360°以降でボア内圧の上昇が止まるのは、ボア内圧が吐出弁(図示せず)の開弁圧(所定圧力)に達して吐出弁が開くためである。 The reason why the increase in bore internal pressure stops after the rotation angle = about 360 ° is that the bore internal pressure reaches the valve opening pressure (predetermined pressure) of the discharge valve (not shown) and the discharge valve opens.
図13(a)から分かるように、本実施形態では圧縮行程が540°(360°+180°)で完了するので、圧縮行程が360°で完了する1気筒の比較例と比べてボア内圧の上昇を緩やかにすることができる。このため、比較例と比べてトルク変動を大幅に低減できるとともに、トルク変動周波数において1次成分を主成分とすることができる。ここで、1次成分とは、回転角度360°(ロータが1回転)当たりを1周期として1回発生する成分のことを意味する。 As can be seen from FIG. 13A, in this embodiment, the compression stroke is completed at 540 ° (360 ° + 180 °), so that the bore internal pressure is increased as compared with the one-cylinder comparative example in which the compression stroke is completed at 360 °. Can be relaxed. For this reason, torque fluctuation can be significantly reduced as compared with the comparative example, and the primary component can be the main component in the torque fluctuation frequency. Here, the primary component means a component generated once with a rotation angle of 360 ° (rotor rotates once) as one cycle.
この効果について詳しく説明する。図13(b)は、上記作動におけるボア容量(作動室の2つの空間のうち圧縮行程中の空間の容量)の変動を作動室81、82毎に示したグラフである。図13(c)は、上記作動における軸トルクの変動を作動室81、82毎に示したグラフである。図13(d)は、図13(c)における各作動室81、82の軸トルクを合成した合成軸トルクを示したグラフである。 This effect will be described in detail. FIG. 13B is a graph showing the fluctuation of the bore capacity (the capacity of the space during the compression stroke of the two spaces of the working chamber) for each of the working chambers 81 and 82 in the above operation. FIG. 13C is a graph showing the variation of the shaft torque in the operation for each of the operation chambers 81 and 82. FIG.13 (d) is the graph which showed the synthetic | combination axial torque which synthesize | combined the axial torque of each working chamber 81,82 in FIG.13 (c).
ここで、軸トルクは、シャフト61を駆動するために必要なトルクのことであり、ボア容量の変動量およびボア内圧と関係がある。具体的には、ボア容量の変動量およびボア内圧が大きい場合に軸トルクが大きくなる。
Here, the axial torque is a torque necessary for driving the
したがって、図13(a)に示すボア内圧、および図13(b)に示す各作動室81、82のボア容量の変動特性から図13(c)に示す各作動室81、82の軸トルクを求めることができ、さらに図13(c)に示す各作動室41〜43の軸トルクを合成することによって図13(d)に示す合成軸トルクを求めることができる。なお、図13(c)、(d)の破線は、上記比較例、すなわち作動室の総容量が本実施形態と同一かつ1気筒のヨークベーン型圧縮機における軸トルクを示している。
Therefore, the axial torque of each working chamber 81, 82 shown in FIG. 13 (c) is obtained from the bore internal pressure shown in FIG. 13 (a) and the fluctuation characteristics of the bore capacity of each working chamber 81, 82 shown in FIG. 13 (b). Furthermore, the combined shaft torque shown in FIG. 13 (d) can be obtained by combining the shaft torques of the working
本実施形態では、図13(c)に示すように各作動室81、82における軸トルクの変動特性が互いに顕著に異なるので、図13(d)に示すように合成軸トルクの変動を小さく抑えることができるとともに、合成軸トルクにおいて各作動室81、82の圧縮行程毎に大きなピークが発生することを回避して主たるピークの発生を回転角度360°につき1回のみに抑えることができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 13C, the fluctuation characteristics of the shaft torque in the working chambers 81 and 82 are significantly different from each other, so that the fluctuation of the combined shaft torque is kept small as shown in FIG. 13D. In addition, it is possible to avoid the generation of a major peak for each compression stroke of the working chambers 81 and 82 in the combined shaft torque, and to suppress the generation of the main peak only once per 360 ° rotation angle.
このため、低トルク変動および低変動周波数という従来背反していた特性を両立することができる。そして、低トルク変動を実現することによって、ヨークベーン型圧縮機の作動をスムーズにして振動を低減することができる。また、低変動周波数を実現することによって、エンジンルームに配置される各種補機等との共振を抑制することができる。 For this reason, it is possible to achieve both the contradictory characteristics of low torque fluctuation and low fluctuation frequency. And by realizing the low torque fluctuation, the operation of the yoke vane compressor can be made smooth to reduce vibration. Further, by realizing the low fluctuation frequency, it is possible to suppress the resonance with various auxiliary machines arranged in the engine room.
また、本実施形態によると、吐出通路605aは、下流側作動室82が吸入行程中の場合に閉じられるので、上流側作動室81から下流側作動室82に吐出された冷媒が下流側作動室82の吸入通路603dに逆流してしまうことを防止できる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によると、吐出通路605aは、上流側作動室81の内圧が下流側作動室82の内圧よりも低くなっている場合に閉じられるので、下流側作動室82の冷媒が吐出通路605aを通じて上流側作動室81に逆流してしまうことを防止できる。
Further, according to the present embodiment, the
しかも、本実施形態によると、吐出通路605aが仕切り板606に形成されているとともに、ロータ91、92に、吐出通路605aを第1、第2作動室81、82に連通させるための連通路91b、92bが形成されているので、上述のような複雑なタイミングでの吐出通路605aの開閉をロータ91、92によって行うことができる。換言すれば、吐出通路605aを閉じる機構をロータ91、92によって構成することができる。
Moreover, according to the present embodiment, the
このため、吐出通路605aを閉じるための専用の機構(例えば弁機構)を設ける場合と比べて構成を簡素化でき、ひいては部品点数の削減およびコストの低減を図ることができる。
For this reason, compared with the case where a dedicated mechanism (for example, a valve mechanism) for closing the
特に、本実施形態では、吐出通路605aは、仕切り板606を貫通する単純な円形孔で構成され、上流側連通路91bおよび下流側連通路92bは、ロータ91、92の端面に形成された溝で構成されているので、吐出通路605aおよび両連通路91b、92bの加工を容易に行うことができる。
In particular, in the present embodiment, the
また、上流側連通路91bおよび下流側連通路92bは、3個の吐出通路605aのうち隣接する2つの吐出通路605aに同時に重合できる長さを有しているので、回転角度=210°〜360°の全範囲にわたって吐出通路605aを開き続けることができる。このため、1段目作動室81で圧縮された冷媒を2段目作動室82へ安定して吐出することができる。
Further, since the
また、上流側連通路91bはベーン93の近傍に形成されているので、1段目作動室81から2段目作動室82への冷媒の吐出を、1段目作動室81の圧縮行程の最後(回転角度:360°)まで良好に行うことができる。
Further, since the upstream
また、本実施形態によると、2個の作動室81、82が協働して冷媒を圧縮するので、最終的な冷媒の吐出は2段目の作動室82から行われ、1段目の作動室81からは行われない。このため、吐出弁(図示せず)および吐出室73が1個ずつで済む。したがって、例えば2個(複数個)の作動室が互いに独立して冷媒を圧縮するために吐出弁および吐出室が2個(複数個)ずつ必要になるものと比較して、部品点数の削減によるコスト低減および体格の小型化を図ることができる。
(第6実施形態)
上記第5実施形態では、断面円形状空間71、72の容積、すなわち各作動室81、82の最大容積が同じになっているが、本第6実施形態では、図14に示すように、断面円形状空間71、72の容積、すなわち各作動室81、82の最大容積は、1段目よりも2段目の方が小さくなっている。
Further, according to the present embodiment, the two working chambers 81 and 82 cooperate to compress the refrigerant, so that the final refrigerant discharge is performed from the second-stage working chamber 82 and the first-stage operation is performed. It is not performed from the chamber 81. Therefore, only one discharge valve (not shown) and one
(Sixth embodiment)
In the fifth embodiment, the volumes of the circular
このように、各作動室81、82の容積を適宜設定することにより、内圧特性を最適化してトルク変動を更に低減することが可能になる。
(第7実施形態)
上記第5実施形態では、各作動室81、82相互間の位相差が均等(180°)になっているが、本第7実施形態では、図15に示すように、各作動室81、82相互間の位相差が非均等になっている。
Thus, by appropriately setting the volumes of the working chambers 81 and 82, it is possible to optimize the internal pressure characteristics and further reduce torque fluctuations.
(Seventh embodiment)
In the fifth embodiment, the phase difference between the working chambers 81 and 82 is equal (180 °). However, in the seventh embodiment, as shown in FIG. The phase difference between them is non-uniform.
このように、各作動室81、82の位相差を適宜設定することにより、内圧特性を最適化してトルク変動を更に低減することが可能になる。 Thus, by appropriately setting the phase difference between the working chambers 81 and 82, it is possible to optimize the internal pressure characteristics and further reduce the torque fluctuation.
因みに、本実施形態における吐出通路605aの開閉は、上記第1実施形態と同様に、ロータ91、92によって行うことができる。また、吐出通路605aの配置は、各作動室81、82の位相差の設定に応じて適宜変更するのが好ましい。
Incidentally, the opening and closing of the
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、吐出通路105a、106a、605aの配置および形状の一例を示したものに過ぎず、吐出通路105a、106a、605aの配置および形状を種々変形可能である。
(Other embodiments)
The above embodiments are merely examples of the arrangement and shape of the
また、上記各実施形態では、吐出通路105a、106a、605aをローリングピストン31〜33またはロータ91、92によって開閉するようになっているが、吐出通路105a、106a、605aを弁機構(例えばリード弁や電磁弁等)によって開閉するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the
例えば、吐出通路をハウジングに形成して吐出通路を弁機構によって開閉するようにしてもよい。また、吐出通路をベーンに形成し、ベーンの出没によって吐出通路が開閉されるようにしてもよい。また、吐出通路をシャフトに形成し、シャフトの回転によって吐出通路が開閉されるようにしてもよい。 For example, the discharge passage may be formed in the housing, and the discharge passage may be opened and closed by a valve mechanism. Further, the discharge passage may be formed in the vane, and the discharge passage may be opened and closed by the vane in and out. Further, the discharge passage may be formed in the shaft, and the discharge passage may be opened and closed by the rotation of the shaft.
また、上記各実施形態では、内周面101b、102b、103b、602b、603bがハウジング10、60によって形成されているが、ハウジングにシリンダブロックを収容し、シリンダブロックに内周面101b、102b、103b、602b、603bを形成するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the inner
また、上記第1〜第4実施形態では、本発明を3気筒のローリングピストン型圧縮機に適用した例を示したが、これに限定されることなく、気筒を2個以上有するローリングピストン型圧縮機に本発明を適用可能である。 In the first to fourth embodiments, an example in which the present invention is applied to a three-cylinder rolling piston compressor has been described. However, the present invention is not limited to this, and the rolling piston compression having two or more cylinders is not limited thereto. The present invention can be applied to a machine.
また、上記第5〜第7実施形態では、本発明を2気筒のヨークベーン型圧縮機に適用した例を示したが、これに限定されることなく、気筒を3個以上有するヨークベーン型圧縮機にも本発明を適用可能である。 In the fifth to seventh embodiments, the present invention is applied to a two-cylinder yoke vane type compressor. However, the present invention is not limited to this, and a yoke vane type compressor having three or more cylinders is not limited thereto. The present invention is also applicable.
また、本発明は、ボッシュベーン型圧縮機等の種々の回転型圧縮機に本発明を適用可能である。ここで、ボッシュベーン型圧縮機とは、ロータが断面楕円形状の内周面に内接して回転し、ロータの外周面からベーンが出没する圧縮機のことである。なお、ボッシュベーン型圧縮機においては、内周面の断面形状が厳密な楕円形状でなくてもよく、略楕円状の特殊プロフィール形状になっていてもよい。 Further, the present invention can be applied to various rotary compressors such as a Bosch vane compressor. Here, the Bosch vane type compressor is a compressor in which the rotor rotates in contact with the inner peripheral surface having an elliptical cross section, and the vanes appear and disappear from the outer peripheral surface of the rotor. In the Bosch vane compressor, the cross-sectional shape of the inner peripheral surface may not be a strict elliptical shape, but may be a special profile shape that is substantially elliptical.
また、上記各実施形態では、車両用冷凍サイクルの冷媒を圧縮する圧縮機に本発明を適用した例を示したが、これに限定されることなく、種々の流体を圧縮する圧縮機に広く本発明を適用可能である。 Further, in each of the above embodiments, the example in which the present invention is applied to the compressor that compresses the refrigerant of the vehicle refrigeration cycle has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is widely applied to compressors that compress various fluids. The invention can be applied.
10 ハウジング(内周面形成部材)
31、32 ローリングピストン(回転部材)
51、52 ベーン(区画部材)
41、42 作動室
101b、102b 内周面
105 仕切り板(仕切り部)
105a 吐出通路
105b 貫通孔部
105c 溝部
10 Housing (inner peripheral surface forming member)
31, 32 Rolling piston (rotating member)
51, 52 Vane (partition member)
41, 42
Claims (11)
前記内周面(101b、102b、602b、603b)に接して回転する回転部材(31、32、91、92)と、
前記内周面(101b、102b、602b、603b)と前記回転部材(31、32、91、92)との間に形成される空間を区画する区画部材(51、52、93、94)とを複数組備え、
前記内周面形成部材(10、60)内において各々の前記内周面(101b、102b、602b、603b)と前記回転部材(31、32、91、92)と前記区画部材(51、52、93、94)との間には、流体を吸入する吸入行程と、前記吸入行程で吸入された前記流体を圧縮する圧縮行程とが行われる作動室(41、42、81、82)が形成され、
複数個の前記回転部材(31、32、91、92)のうち1個の回転部材(31、91)は、他の前記回転部材(32、92)よりも回転位相が進んでおり、
複数個の前記作動室(41、42、81、82)のうち前記1個の回転部材(31、91)によって形成される作動室(41、81)を上流側作動室としたとき、
前記内周面形成部材(10、60)には、前記上流側作動室(41、81)から、複数個の前記作動室(41、42、81、82)のうち前記吸入行程の完了後で前記流体を圧縮中の他の作動室(42、82)に至る吐出通路(105a、605a)が形成されていることを特徴とする圧縮機。 An inner peripheral surface forming member (10, 60) for forming an inner peripheral surface (101b, 102b, 602b, 603b) of a predetermined shape;
A rotating member (31, 32, 91, 92) rotating in contact with the inner peripheral surface (101b, 102b, 602b, 603b);
Partition members (51, 52, 93, 94) that partition the spaces formed between the inner peripheral surfaces (101b, 102b, 602b, 603b) and the rotating members (31, 32, 91, 92). With multiple sets,
In the inner peripheral surface forming members (10, 60), the inner peripheral surfaces (101b, 102b, 602b, 603b), the rotating members (31, 32, 91, 92), and the partition members (51, 52, 93, 94) are formed working chambers (41, 42, 81, 82) in which a suction stroke for sucking fluid and a compression stroke for compressing the fluid sucked in the suction stroke are performed. ,
Among the plurality of rotating members (31, 32, 91, 92), one rotating member (31, 91) has a rotational phase advanced than the other rotating members (32, 92).
When the working chamber (41, 81) formed by the one rotating member (31, 91) among the plurality of working chambers (41, 42, 81, 82) is an upstream working chamber,
The inner peripheral surface forming member (10, 60) may be connected to the upstream working chamber (41, 81) from the plurality of working chambers (41, 42, 81, 82) after completion of the suction stroke. Discharge passages (105a, 605a) reaching other working chambers (42, 82) that are compressing the fluid are formed.
前記上流側作動室(41、81)の内圧が前記下流側作動室(42、82)の内圧よりも低い場合に前記吐出通路(105a、605a)を閉じる機構(31、32、91、92)を備えることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。 When the other working chamber (42, 82) is a downstream working chamber,
A mechanism (31, 32, 91, 92) for closing the discharge passage (105a, 605a) when the internal pressure of the upstream working chamber (41, 81) is lower than the internal pressure of the downstream working chamber (42, 82). The compressor according to claim 1, further comprising:
前記内周面形成部材(10、60)は、前記上流側作動室(41、81)と前記下流側作動室(42、82)とを仕切る板状の仕切り部(105、605)を有し、
前記吐出通路(105a、605a)は前記仕切り部(105、605)に形成され、
前記吐出通路(105a、605a)を閉じる機構は、前記回転部材(31、32、91、92)によって構成されていることを特徴とする請求項2に記載の圧縮機。 The upstream working chamber (41, 81) and the downstream working chamber (42, 82) are arranged adjacent to each other in the axial direction of the upstream working chamber (41, 81),
The inner peripheral surface forming member (10, 60) has a plate-like partition (105, 605) that partitions the upstream working chamber (41, 81) and the downstream working chamber (42, 82). ,
The discharge passage (105a, 605a) is formed in the partition (105, 605),
The compressor according to claim 2, wherein a mechanism for closing the discharge passage (105a, 605a) is constituted by the rotating member (31, 32, 91, 92).
前記回転部材(31、32)は、前記内周面(101b、102b)に沿って偏心回転する円盤状のローリングピストンであり、
前記区画部材(51、52)は、前記内周面(101b、102b)から出没して前記ローリングピストン(31、32)に当接するベーンであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の圧縮機。 The inner peripheral surface (101b, 102b) has a circular cross section,
The rotating members (31, 32) are disk-shaped rolling pistons that rotate eccentrically along the inner peripheral surfaces (101b, 102b),
The partition member (51, 52) is a vane that protrudes and intrudes from the inner peripheral surface (101b, 102b) and contacts the rolling piston (31, 32). The compressor according to one.
前記回転部材(31、32)は、前記内周面(101b、102b)に沿って偏心回転する円盤状のローリングピストンであり、
前記区画部材(51、52)は、前記内周面(101b、102b)から出没して前記ローリングピストン(31、32)に当接するベーンであり、
前記上流側作動室(41)および前記下流側作動室(42)は、前記上流側作動室(41)の軸方向に隣り合って配置され、
前記内周面形成部材(10)は、前記上流側作動室(41)と前記下流側作動室(42)とを仕切る板状の仕切り部(105)を有し、
前記吐出通路(105a)は前記仕切り部(105)に形成され、
前記吐出通路(105a)のうち前記上流側作動室(41)側の端部と前記下流側作動室(42)側の端部とでは、前記仕切り部(105)に対する開口範囲が異なっていることを特徴とする請求項3に記載の圧縮機。 The inner peripheral surface (101b, 102b) has a circular cross section,
The rotating members (31, 32) are disk-shaped rolling pistons that rotate eccentrically along the inner peripheral surfaces (101b, 102b),
The partition members (51, 52) are vanes that protrude from the inner peripheral surfaces (101b, 102b) and come into contact with the rolling pistons (31, 32),
The upstream working chamber (41) and the downstream working chamber (42) are arranged adjacent to each other in the axial direction of the upstream working chamber (41),
The inner peripheral surface forming member (10) has a plate-like partition (105) that partitions the upstream working chamber (41) and the downstream working chamber (42),
The discharge passage (105a) is formed in the partition (105),
The opening range with respect to the partition part (105) is different between the end part on the upstream working chamber (41) side and the end part on the downstream working chamber (42) side in the discharge passage (105a). The compressor according to claim 3.
前記回転部材(91、92)は、前記内周面(602b、603b)に内接して回転するロータであり、
前記区画部材(93、94)は、前記ロータ(91、92)の外周面から出没して前記内周面(602b、603b)に当接するベーンであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の圧縮機。 The inner peripheral surface (602b, 603b) has a circular cross section,
The rotating members (91, 92) are rotors that rotate in contact with the inner peripheral surfaces (602b, 603b),
The partition member (93, 94) is a vane that protrudes and protrudes from an outer peripheral surface of the rotor (91, 92) and contacts the inner peripheral surface (602b, 603b). The compressor as described in any one.
前記回転部材(91、92)は、前記内周面(602b、603b)に内接して回転するロータであり、
前記区画部材(93、94)は、前記ロータ(91、92)の外周面から出没して前記内周面(602b、603b)に当接するベーンであり、
前記上流側作動室(81)および前記下流側作動室(82)は、前記上流側作動室(81)の軸方向に隣り合って配置され、
前記内周面形成部材(60)は、前記上流側作動室(81)と前記下流側作動室(82)とを仕切る板状の仕切り部(605)を有し、
前記吐出通路(605a)は前記仕切り部(605)に形成され、
前記吐出通路(605a)のうち前記上流側作動室(81)側の端部は、前記上流側作動室(81)を形成する前記ロータ(91)と重合し、
前記吐出通路(605a)のうち前記下流側作動室(82)側の端部は、前記下流側作動室(82)を形成する前記ロータ(92)と重合し、
前記上流側作動室(81)を形成する前記ロータ(91)には、前記吐出通路(605a)を前記上流側作動室(81)に連通させる上流側連通路(91b)が形成され、
前記下流側作動室(82)を形成する前記ロータ(92)には、前記吐出通路(605a)を前記下流側作動室(82)に連通させる下流側連通路(92b)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。 The inner peripheral surface (602b, 603b) has a circular cross section,
The rotating members (91, 92) are rotors that rotate in contact with the inner peripheral surfaces (602b, 603b),
The partition members (93, 94) are vanes that protrude from the outer peripheral surface of the rotor (91, 92) and come into contact with the inner peripheral surfaces (602b, 603b),
The upstream working chamber (81) and the downstream working chamber (82) are arranged adjacent to each other in the axial direction of the upstream working chamber (81),
The inner peripheral surface forming member (60) has a plate-like partition (605) that partitions the upstream working chamber (81) and the downstream working chamber (82),
The discharge passage (605a) is formed in the partition (605),
An end of the discharge passage (605a) on the upstream working chamber (81) side overlaps with the rotor (91) forming the upstream working chamber (81),
An end of the discharge passage (605a) on the downstream working chamber (82) side overlaps with the rotor (92) forming the downstream working chamber (82),
The rotor (91) forming the upstream working chamber (81) is formed with an upstream communication passage (91b) for communicating the discharge passage (605a) with the upstream working chamber (81),
The rotor (92) forming the downstream working chamber (82) is formed with a downstream communication passage (92b) for communicating the discharge passage (605a) with the downstream working chamber (82). The compressor according to claim 3.
前記下流側連通路(92b)は、前記下流側作動室(82)を形成する前記ロータ(92)のうち前記仕切り部(605)側の端面に形成された溝で構成されていることを特徴とする請求項8に記載の圧縮機。 The upstream communication path (91b) is constituted by a groove formed on an end surface of the rotor (91) forming the upstream working chamber (81) on the partition part (605) side,
The downstream communication path (92b) is configured by a groove formed on an end surface of the rotor (92) forming the downstream working chamber (82) on the partition part (605) side. The compressor according to claim 8.
前記下流側作動室(42、82)の最大容積は、前記上流側作動室(41、81)の最大容積よりも小さくなっていることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の圧縮機。 When the other working chamber (42, 82) is a downstream working chamber,
The maximum volume of the downstream working chamber (42, 82) is smaller than the maximum volume of the upstream working chamber (41, 81). The compressor described.
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JP5273085B2 (en) | 2013-08-28 |
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