JP2014238051A - 往復動式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸入通路の制約を受けずに調整弁を配置可能な往復動式圧縮機を提供する。
【解決手段】駆動軸１１０の一端側に配設され吸入通路１０４から冷媒が流入される吸入室１４１と、駆動軸１１０周りに複数配列されるシリンダボア１０１ａと、シリンダボア１０１ａに対応して設けられる吸入孔１０３ａと、吸入室１４１周りに環状配設される吐出室１４２とを備えた往復動式圧縮機１００において、吸入室１４１を、吸入通路１０４ａと接続する第１空間部１４１ａと、吸入孔１０３ａと接続する第２空間部１４１ｂとに区画する区画部材１５０と、区画部材１５０を貫通して第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとを連通するハウジング２５３の開口面積を第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとの圧力差に応じて調整する調整弁であって、圧力差が増大するほど開口面積を増加させ、圧力差が減少するほど開口面積を減少させる吸入絞り弁２５０と、を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、ピストンを往復動させ冷媒を圧縮する往復動式圧縮機に関し、特に、冷媒の吸入絞り弁（調整弁）を備えた往復動式圧縮機に関する。

従来の車両エアコンシステム等に使用される往復動式圧縮機においては、外部の冷媒回路との接続ポートと吸入室とを連通する吸入通路を介して、吸入室に冷媒を流入させ、ピストンの往復動により、吸入室から吸入孔を介して吸入した冷媒を圧縮して吐出している。ここで、特に、冷媒の流量が少ない場合には、吸入孔に対応する位置に設けられている吸入弁が自励振動することが知られている。そして、この振動等に起因して発生する圧力脈動が、吸入室、吸入通路、接続ポート及び外部冷媒回路との接続配管を伝播して、外部冷媒回路の熱交換器等を振動させることがある。

このため、例えば、特許文献１に記載の往復動式圧縮機では、吸入室への冷媒の流量が増大すると吸入通路の開度を増大させ、吸入室への冷媒の流量が減少すると、吸入通路の開度を減少させる調整弁（いわゆる、吸入絞り弁）を、吸入通路の吸入室側端部（つまり、吸入通路の出口）に設けることにより、低流量時に吸入通路の出口側を絞って、外部冷媒回路側への圧力脈動の伝播を抑制し、熱交換器等の振動を低減させている。

特開２０１１−３２８７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の往復動式圧縮機では、車両側のレイアウト等により吸入通路の位置や向きに制約を受けるところ、その制約を受けた位置及び向きの吸入通路の出口（吸入室側端部）に、調整弁を設けることが困難な場合があり、工夫が求められている。

本発明は上記課題に着目してなされたもので、吸入通路の位置や向きによる制約を受けずに、調整弁を配置可能な往復動式圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る往復動式圧縮機は、駆動軸の一端側に配設され吸入通路から冷媒が流入される吸入室と、前記駆動軸を囲むように複数配列されるシリンダボアと、前記各シリンダボアに対応して設けられる吸入孔と、前記吸入室の径方向外側に環状に配設される吐出室とを備え、前記駆動軸の回転により前記シリンダボア内のピストンを往復動させて、前記吸入室から前記吸入孔を介して前記シリンダボア内に吸入した冷媒を圧縮し、該圧縮した冷媒を、前記吐出室を経由して吐出する往復動式圧縮機において、前記吸入室を、前記吸入通路と接続する第１空間部と、前記吸入孔と接続する第２空間部とに区画する区画部材と、前記区画部材を貫通して前記第１空間部と前記第２空間部とを連通する連通部の開口面積を、前記第１空間部と前記第２空間部との圧力差に応じて調整する調整弁であって、前記圧力差が増大するほど前記開口面積を増加させ、前記圧力差が減少するほど前記開口面積を減少させる調整弁と、を含む、往復動式圧縮機。

本発明に係る往復動式圧縮機によれば、区画部材により吸入室を第１空間部と第２空間部とに区画し、吸入通路を第１空間部と接続し、吸入孔を第２空間部と接続し、第１空間部と前記第２空間部との圧力差が減少するほど、第１空間部と第２空間部とを貫通する連通部の開口面積を調整弁により減少させることにより、外部冷媒回路側への圧力脈動の伝播を抑制することができる。このように、第１空間部と第２空間部とを貫通する連通部の開口面積を調整する構成であるため、吸入通路の位置や向きの制約を受けずに調整弁を配置可能な往復動式圧縮機を提供することができる。

本発明の第１実施形態における往復動式圧縮機の断面図である。 上記実施形態におけるシリンダヘッドをバルブプレート側から見た図である。 上記実施形態におけるバルブプレートの上面図である。 図１の部分拡大図である。 上記実施形態におけるヘッドガスケット及び区画部材の上面図である。 図４のＡ−Ａ部分断面図である。 上記実施形態における吸入絞り弁の拡大断面図であり、弁体が弁座に着座した状態を示す。 上記実施形態における吸入絞り弁の拡大断面図であり、弁体及び圧縮コイルバネを図示省略した図である。 図７のＢ矢視方向から見た吸入絞り弁の側面図である。 本発明の第２実施形態における往復動式圧縮機の部分断面図である。 図１０に示す支持部材の断面図である。 本発明の第３実施形態における往復動式圧縮機の部分断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された往復動式圧縮機の一例である斜板式の可変容量圧縮機１００の断面図である。この可変容量圧縮機１００は、図示省略した外部冷媒回路に接続され、複数のピストン１３６を往復動させて、外部冷媒回路から吸入した冷媒を圧縮して吐出する。本実施形態において、可変容量圧縮機１００は車両エアコンシステムに使用されるものとする。

図１に示すように、可変容量圧縮機１００は、ピストン１３６が配設されるシリンダボア１０１ａが形成され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、シリンダブロック１０１の他端にバルブプレート１０３等を介して設けられたシリンダヘッド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、ピストン１３６の背方のクランク室１４０が形成され、このクランク室１４０内を横断するように駆動軸１１０が設けられ回転可能に支持されている。シリンダボア１０１ａは、シリンダブロック１０１において、駆動軸１１０を囲むように複数配列されている。

駆動軸１１０の軸方向の中間部分の周囲には、斜板１１１が配置されている。この斜板１１１の中央部には貫通孔１１１ｂが形成されており、駆動軸１１０はこの貫通孔１１１ｂに挿通されている。また、斜板１１１は、駆動軸１１０に固定され駆動軸１１０と一体に回転するロータ１１２とリンク機構１２０を介して連結されている。このリンク機構１２０により、斜板１１１は駆動軸１１０及びロータ１１２とともに回転し、かつ、駆動軸１１０の軸線に対するその傾斜角が変更可能となっている。

リンク機構１２０は、ロータ１１２に突設された第１アーム１１２ａと、斜板１１１に突設された第２アーム１１１ａと、一端が第１連結ピン１２２を介して第１アーム１１２ａに回動可能に連結されると共に他端が第２連結ピン１２３を介して第２アーム１１１ａに回動可能に連結されたリンクアーム１２１と、を含む。

斜板１１１の貫通孔１１１ｂは、斜板１１１が最大傾斜角から最小傾斜角の範囲で傾動可能な形状に形成されている。本実施形態において、貫通孔１１１ｂには、駆動軸１１０と当接することによって傾斜角を小さくする方向への斜板１１１の傾斜角変位（傾動）を規制する最小傾斜角規制部が形成されている。例えば、斜板１１１が駆動軸１１０に対して直交するときの斜板１１１の傾斜角を０度とした場合、前記最小傾斜角規制部は、斜板１１１の傾斜角がほぼ０度となるまでの傾斜角変位（傾動）を許容するように形成されている。また、傾斜角を増大させる方向の斜板１１１の傾斜角変位（傾動）は、斜板１１１がロータ１１２に当接することによって規制される。したがって、斜板１１１の傾斜角は、斜板１１１がロータ１１２に当接したときに最大傾斜角となる。

駆動軸１１０には、傾斜角を減少させる方向に斜板１１１を付勢する傾斜角減少バネ１１４と、傾斜角を増大させる方向に斜板１１１を付勢する傾斜角増大バネ１１５とが、斜板１１１を挟んで装着されている。具体的には、傾斜角減少バネ１１４は、斜板１１１とロータ１１２との間に装着されており、傾斜角増大バネ１１５は、斜板１１１と駆動軸１１０に設けられたバネ支持部材１１６との間に装着されている。

ここで、斜板１１１の傾斜角が最小傾斜角であるときに、傾斜角増大バネ１１５の付勢力の方が傾斜角減少バネ１１４の付勢力よりも大きくなるように設定されている。このため、駆動軸１１０が回転していないとき、すなわち、可変容量圧縮機１００が停止しているときに、斜板１１１は、傾斜角減少バネ１１４の付勢力と傾斜角増大バネ１１５の付勢力とがバランスする傾斜角（＞最小傾斜角）に位置する。

駆動軸１１０の一端は、フロントハウジング１０２のボス部１０２ａを貫通してフロントハウジング１０２の外側まで延在して、図示省略した動力伝達装置に連結されている。なお、駆動軸１１０とボス部１０２ａとの間には軸封装置１３０が挿入されており、クランク室１４０内部は外部空間から遮断されている。

駆動軸１１０とロータ１１２の連結体は、ラジアル方向においてはラジアル軸受１３１、１３２によって支持され、スラスト方向においてはスラスト軸受１３３、スラストプレート１３４によって支持されている。なお、駆動軸１１０のスラストプレート１３４側の端部とスラストプレート１３４とは、調整ネジ１３５によって所定の隙間を有するように調整されている。そして、駆動軸１１０は、図示省略した外部駆動源からの動力が前記動力伝達装置に伝達されることにより、前記動力伝達装置と同期して回転する。

シリンダボア１０１ａ内には、ピストン１３６が配設され、ピストン１３６のクランク室１４０側に突出している端部の内側空間には、斜板１１１の外周部が収容され、斜板１１１は、一対のシュー１３７を介して、ピストン１３６と連動する。このシュー１３７によって、斜板１１１の回転運動をピストン１３６の往復運動に変換し、ピストン１３６がシリンダボア１０１ａ内を往復移動する。

シリンダヘッド１０４には、駆動軸１１０の一端側（具体的には、軸線Ｏの延長上）に配設された吸入室１４１と、図１及び図２に示すように、吸入室１４１の径方向外側に環状に配設される吐出室１４２と、が区画形成されている。吸入室１４１は、シリンダヘッド１０４の吸入室側の面と当接する（言い換えると、シリンダヘッド１０４とシリンダブロック１０１との間に介在させた）バルブプレート１０３に各シリンダボア１０１ａに対応して形成された吸入孔１０３ａ（図１及び図３参照）、吸入弁形成体に形成された吸入弁（図示省略）を介して各シリンダボア１０１ａと連通する。これにより、駆動軸１１０の回転によりピストンを往復動させて、吸入室１４１から吸入孔１０３ａ等を介してシリンダボア１０１ａ内に吸入した冷媒を圧縮し、この圧縮した冷媒を、吐出室１４２、後述のマフラ１４３及び吐出ポート１０６ａを経由して吐出側冷媒回路へ吐出するように構成されている。

各吸入孔１０３ａは、本実施形態においては、バルブプレート１０３をシリンダヘッド１０４とシリンダブロック１０１との間に組付けた状態において、駆動軸１１０の軸線Ｏからの距離がそれぞれ等しく、かつ、駆動軸１１０の周方向にほぼ等間隔に離間して、図３に示すように配列される。後述の連通孔１５０ａは、駆動軸１１０の軸線Ｏに孔中心を一致させて形成されている。したがって、各吸入孔１０３ａは、言い換えると、後述の連通孔１５０ａの孔中心からの距離がそれぞれ等しく、かつ、連通孔１５０ａの周方向に離間して配列される。

また、吐出室１４２は、吐出弁形成体に形成された吐出弁（図示省略）、バルブプレート１０３に形成された吐出孔１０３ｂを介して、シリンダボア１０１ａと連通する。吸入室１４１と吐出室１４２とは、隔壁１０４ｂにより仕切られている。隔壁１０４ｂは、駆動軸１１０の軸線Ｏを中心としてほぼ円環状に形成されており、吸入室１４１全体はほぼ円形状となっている。

ここで、フロントハウジング１０２、センターガスケット（図示省略）シリンダブロック１０１、シリンダガスケット１３８、吸入弁形成体（図示省略）、バルブプレート１０３、吐出弁形成体（図示省略）、ヘッドガスケット１３９及びシリンダヘッド１０４が複数の通しボルト１０５によって締結されてハウジングが形成される。なお、図４にシリンダガスケット１３８、バルブプレート１０３及びヘッドガスケット１３９の部分断面図、図５にヘッドガスケット１３９の上面図を示す。

シリンダヘッド１０４には、接続ポート１０４ａ’を備えた吸入通路１０４ａが形成され、この接続ポート１０４ａ’は、前述の車両用エアコンシステムの吸入側冷媒回路に接続される。これにより、吸入通路１０４ａから吸入室１４１（後述の第１空間部１４１ａ）に冷媒が流入する。吸入通路１０４ａは、シリンダヘッド１０４の外周から吐出室１４２の一部を横切るように吸入室１４１側へ直線状に延設されている。

吸入室１４１は、区画部材１５０によって吸入通路１０４ａと接続する第１空間部１４１ａと、吸入孔１０３ａと接続する第２空間部１４１ｂとに区画されている。そして、区画部材１５０には、第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとを連通する連通孔１５０ａが形成されている。これら区画部材１５０及び連通孔１５０ａについては、後に詳述する。

また、第２空間部１４１ｂには吸入絞り弁２５０が配設されている。この吸入絞り弁２５０は、連通孔１５０ａを経由して第１空間部１４１ａから第２空間部１４１ｂに流れる冷媒の流量変化に追従して開度を調整するものである。この吸入絞り弁２５０についても、後に詳述する。

そして、図１に示すように、シリンダブロック１０１の外側には、マフラ１４３を設けてある。マフラ１４３は、有底筒状の蓋部材１０６を、シリンダブロック１０１の外面に立設した筒状壁１０１ｂに対してシール部材（図示省略）を介して連結して形成される。蓋部材１０６には、吐出ポート１０６ａが形成され、この吐出ポート１０６ａは、車両エアコンシステムの吐出側冷媒回路に接続される。マフラ１４３内のマフラ空間１４３ａと吐出室１４２とを連通させる連通路１４４が、シリンダブロック１０１、バルブプレート１０３、シリンダヘッド１０４にわたって形成され、マフラ空間１４３ａと連通路１４４とは、吐出室１４２と吐出ポート１０６ａとの間を連通させる吐出通路を形成し、マフラ１４３は、吐出通路途上のマフラ空間１４３ａを形成する。

また、マフラ１４３の入口を開閉する逆止弁２００が、マフラ１４３内に配置されている。逆止弁２００は、連通路１４４とマフラ空間１４３ａとの接続部に配置され、連通路１４４（上流側）とマフラ空間１４３ａ（下流側）との圧力差に応答して動作し、例えば、連通路１４４内の圧力（上流側圧力）Ｐｕとマフラ空間１４３ａ内の圧力（下流側圧力）Ｐｄの差（圧力差）が所定値ＳＬより大きい場合（Ｐｕ−Ｐｄ＞ＳＬ＞０）に開弁し、上記圧力差が所定値ＳＬ以下の場合に閉弁する。

シリンダヘッド１０４にはさらに制御弁３００が設けられている。
制御弁３００は、吐出室１４２とクランク室１４０とを連通する圧力供給通路１４５の開度を調整し、クランク室１４０への吐出ガス導入量を制御する。
また、クランク室１４０内の冷媒は、放圧通路１４６（後に詳述する）を介して吸入室１４１（第２空間部１４１ｂ）へ流れる。

これにより、制御弁３００によりクランク室１４０への吐出冷媒の導入量を調整してクランク室１４０の圧力を変化させ、斜板１１１の傾斜角、つまりピストン１３６のストロークを変化させることにより可変容量圧縮機１００の吐出容量を可変制御することができる。

制御弁３００は、具体的には、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、圧力導入通路１４７を介して制御弁３００の感圧室に導入される吸入室１４１（第１空間部１４１ａ又は第２空間部１４１ｂ）の圧力が所定値になるように、吐出容量を可変制御し、また、ソレノイドへの通電を遮断することにより、連通路１４５を強制開放して、可変容量圧縮機１００の吐出容量を最小に制御する。

以下では、図２〜図６を参照して、特に、区画部材１５０、連通孔１５０ａ、放圧通路１４６について詳細に説明する。

区画部材１５０は、前述したように吸入室１４１を、吸入通路１０４ａと接続する第１空間部１４１ａと、吸入孔１０３ａと接続する第２空間部１４１ｂとに区画する。このようにして、吸入室１４１は、吸入孔１０３ａと直接的に接続する第２空間部１４１ｂと、第２空間部の上流側の空間である第１空間部１４１ａとに区画される。

区画部材１５０は、後述するようにヘッドガスケット１３９を突出させて形成されており、第２空間部１４１ｂは、図４及び図５に示すように、中央から各吸入孔１０３ａに向けて放射状に延設され吸入絞り弁２５０から流出した吸入冷媒を案内する案内通路１４１ｂ１を備えている。案内通路１４１ｂ１は、図６に示すように、底壁１５０ｂと側壁１５０ｃとによって形成され、底壁１５０ｂは、図４に示すように、吸入孔１０３ａに向かうに従い通路断面積が小さくなるように傾斜壁部分が形成される。

区画部材１５０に形成される前記連通孔１５０ａは、例えば、吸入室１４１の径方向中央に第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとを連通するように形成されている。具体的には、連通孔１５０ａは、その孔中心を駆動軸１１０の軸線Ｏと一致させて形成されている。

ここで、第２空間部１４１ｂは、吸入孔１０３ａに直接的に接続し、かつ、吸入通路１０４ａとは区画部材１５０によって仕切られているため、実質的な吸入室となり、吸入通路１０４ａと直接的に接続される第１空間部１４１ａは、吸入通路の一部と見なせ、連通孔１５０ａは、実質的な吸入通路の出口となる。また、第１空間部１４１ａは拡張空間であってマフラとして機能する。このような構成により、シリンダヘッド１０４に形成された吸入通路１０４ａの位置や向きに影響を受けずに、実質的な吸入通路の出口（連通孔１５０ａ）を吸入室１４１の径方向中央に配置することができる。

また、バルブプレート１０３に面したシリンダヘッド１０４の吸入室形成壁に、ヘッドガスケット１３９の区画部材部分の周縁部をバルブプレート側に押圧する複数の突起部１０４ｄを突設している。突起部１０４ｄは、具体的には、各案内通路１４１ｂ１の間の領域を押圧するようにシリンダヘッド１０４の底壁１０４ｃ（上記吸入室形成壁）から延設され、ヘッドガスケット１３９および吐出弁形成体を介してバルブプレート１０３を押圧しており、シリンダヘッド１０４の中心周りにほぼ等間隔で環状に配列されている（図２及び図４参照）。

区画部材１５０は、例えば、バルブプレート１０３とシリンダヘッド１０４との間に介在させたヘッドガスケット１３９の吸入室１４１に面した部分を、吸入室１４１内に突出させて形成されている。このように、ヘッドガスケット１３９を利用して区画部材１５０を形成しているため、区画部材１５０として新たに部品を追加する必要がない上、区画部材１５０を吸入室１４１内に固定する構造も別途追加する必要がないので、区画部材１５０を備えることによるコストアップを抑制できる。
なお、ヘッドガスケット１３９は、金属の薄板をラバーコーティングしたものであり、区画部材１５０は、ヘッドガスケット１３９に一体にプレス加工されてラバーコーティングが施されている。また、ヘッドガスケット１３９には径方向外側の吐出室１４２に対応した領域に吐出弁の開度を規制するリテーナ１３９ａ（図５参照）が形成されている。

区画部材１５０の案内通路１４１ｂ１形成部分における側壁１５０ｃの両側はヘッドガスケット１３９の平坦部１３９ｂ（図６参照）となっており、この平坦部１３９ｂを突起部１０４ｄが押圧する。これにより、区画部材１５０をバルブプレート１０３側に確実に保持することができるため、区画部材１５０の振動を抑制することができる。

また、各案内通路１４１ｂ１のうち、例えば、駆動軸１１０の軸線Ｏより重力方向下側に配置された案内通路１４１ｂ１の底壁１５０ｂには、第１空間部１４１ａと案内通路１４１ｂ１（つまり第２空間部１４１ｂ）とを連通する小孔１５０ｄ（図５参照）が形成されている。なお、小孔１５０ｂは、第１空間部１４１ａの重力方向下側に貯留されるオイルを第２空間部１４１ｂに戻すためのものである。

放圧通路１４６は、ピストン１３６の背方のクランク室１４０と第２空間部１４１ｂとを連通してクランク室内の圧力を放出するものであり、例えば、シリンダブロック１０１に駆動軸１１０と平行して形成された連通路１０１ｃ（図１参照）、駆動軸１１０の端部側に形成された空間１０１ｄ（図１及び図４参照）、シリンダガスケット１３８及び吸入弁形成体にそれぞれ形成された連通孔（図示省略）、バルブプレート１０３に形成されたオリフィス１０３ｃ（図１及び図４参照）、吐出弁形成体に形成された連通孔を含んで構成されている。これにより、クランク室１４０内の冷媒は、放圧通路１４６を介して吸入室１４１（第２空間部１４１ｂ）へ流入する。

次に、図１、図４、図７〜図９を参照して、吸入絞り弁２５０の構造及び保持方法について詳細に説明する。なお、図８において、後述する弁体２５１及び圧縮コイルバネ２５２は図示省略されている。

吸入絞り弁２５０は、区画部材１５０を貫通して第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとを連通する連通部の開口面積を、第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとの圧力差に応じて調整する調整弁であって、前記圧力差が増大するほど前記開口面積を増加させ、圧力差が減少するほど前記開口面積を減少させるものである。本実施形態において、上記「区画部材１５０を貫通して第１空間部と前記第２空間部とを連通する連通部」とは、後述する周壁２５３ｅ１、２５３ｅ２及び２５３ｅ３を備えたハウジング２５３である。なお、この吸入絞り弁２５０が本発明に係る「調整弁」に相当する。

まず、吸入絞り弁２５０の構造について説明する。
吸入絞り弁２５０は、具体的には、弁体２５１と、圧縮コイルバネ２５２と、ハウジング２５３と、キャップ２５４とを備えて構成されている。なお、弁体２５１、ハウジング２５３、キャップ２５４は、例えば樹脂成型されている。

弁体２５１は、円筒状の周壁と、周壁の一端を閉塞する端壁とを備えて形成されている。

圧縮コイルバネ２５２は、弁体２５１を付勢するものであり、一端が弁体２５１の端壁に当接し、他端がキャップ２５４に当接して弁体２５１を後述する弁座２５３ｃに向けて付勢している。

ハウジング２５３は、周壁２５３ｅ１と、周壁２５３ｅ１の外周に形成されるフランジ部２５３ｅ２と、周壁２５３ｅ１の一端部から延設された周壁２５３ｅ３とを備えて形成されている。前述したように、このハウジング２５３が本発明に係る「連通部」に相当する。

周壁２５３ｅ１には、弁体２５１及び圧縮コイルバネ２５２を収容する円筒状の弁室２５３ａ（図７及び図８参照）が形成されている。また、吸入絞り弁２５０は、第１空間部１４１ａに向けて開口される入口孔２５３ｂと、第２空間部１４１ｂの径方向に向けて複数開口される出口孔２５３ｄとを有する。

入口孔２５３ｂは、具体的には、ハウジング２５３の周壁２５３ｅ３側端部を、駆動軸１１０の軸線Ｏ方向に開口させて形成されている。そして、連通部としてのハウジング２５３は、吸入室１４１の径方向中央に位置されている。具体的には、ハウジング２５３の周壁２５３ｅ３側端部が、図４に示すように、区画部材１５０の連通孔１５０ａに挿通されて、連通孔１５０ａに接続される。これにより、入口孔２５３ｂと第１空間部１４１ａとが連通する。この入口孔２５３ｂは、弁室２５３ａと第１空間部１４１ａとの間を連通する。入口孔２５３ｂの内径（周壁２５３ｅ３の内径）は、図７に示すように、円筒状の弁室２５３ａの内径（周壁２５３ｅ１の内径）より小さくなるように形成されている。これにより、図７及び図８に示すように、周壁２５３ｅ３の一端部は、弁体２５１の端壁が接離する弁座２５３ｃとなり、弁体２５１の端壁が弁座２５３ｃに接離して入口孔２５３ｂを開閉する。

また、出口孔２５３ｄは、具体的には、ハウジング２５３の周壁２５３ｅ１の外周を開口して形成されている。この出口孔２５３ｄは、弁室２５３ａと第２空間部１４１ｂとの間を連通する。また、出口孔２５３ｄは、周壁２５３ｅ１の外周方向にほぼ等間隔に離間して、例えば、４つ形成されている。このようにして、第１空間部１４１ａは連通部（ハウジング２５３）を介して第２空間部１４１ｂと連通する。

出口孔２５３ｄは、図８及び図９に示すように、例えば、頂部の１つを入口孔２５３ｂ側に差し向けた三角形状で開口されている。この頂部は、弁体２５１の端壁が弁座２５３ｃに当接した状態（図７参照）で、弁体２５１の周壁により完全に閉塞されない最小開口部２５３ｄ１となる。この最小開口部２５３ｄ１により第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとが遮断されることなく常時連通している。この最小開口部２５３ｄ１の開口面積は、冷媒の流量が非常に少ない領域での弁体２５１自体の自励振動を抑制できる最小の面積で設定されている。なお、本実施形態における「連通部の開口面積」とは、出口孔２５３ｄのうち、弁体２５１の周壁により閉塞されていない面積を言う。このように、本実施形態において、吸入絞り弁２５０は、連通部としてのハウジング２５３の出口孔２５３ｄの実質的な面積を調整している。

キャップ２５４は、ハウジング２５３の開放端部を閉塞するものであり、ハウジング２５３の周壁２５３ｅ１の他端の開放部に嵌合固定されて、周壁２５３ｅ１の他端側の開放部を閉塞する。キャップ２５４の中央部には、連通孔２５４ａが形成されている。また、バルブプレート１０３には、後述する支持部材１５２内部の空間１５２ａと第２空間部１４１ｂとを連通する連通孔１０３ｄ（図３及び図４参照）が形成されている。これにより、弁体２５１、ハウジング２５３の周壁２５３ｅ１及びキャップ２５４で区画された空間２５５（図７参照）は、連通孔２５４ａ、空間１５２ａ及びバルブプレート１０３の連通孔１０３ｄを介して第２空間部１４１ｂと連通する。その結果、空間２５５には第２空間部１４１ｂの圧力が作用する。

また、キャップ２５４には、突起２５４ｂ（図７〜図９参照）が複数形成されている。吸入絞り弁２５０の他端部が後述する支持部材１５２に当接しても突起２５４ｂにより、吸入絞り弁２５０の他端部と支持部材１５２との間に隙間が形成され、連通孔２５４ａの開口が支持部材１５２よって遮断されることが無い。これにより、第２空間部１４１ｂの圧力を、吸入絞り弁２５０内部の空間２５５に、確実に作用させることができる。

次に、吸入絞り弁２５０の保持構造について説明する。
吐出弁形成板（図示せず）、バルブプレート１０３（図３参照）、吸入弁形成板（図示せず）の径方向中央には、区画部材１５０の連通孔１５０ａと孔中心を合わせて、それぞれ貫通孔（バルブプレート１０３については貫通孔１０３ｅ）が形成されている。本実施形態において、バルブプレート１０３の貫通孔１０３ｅが周壁２５３ｅ１の外径より僅かに大きな径で形成されており、他の貫通孔はバルブプレート１０３の貫通孔１０３ｅより大きな径で形成されている。これにより、吸入絞り弁２５０は、バルブプレート１０３に形成された貫通孔１０３ｅに挿通される。このようにして、貫通孔１０３ｅは、吸入絞り弁２５０の径方向の移動を規制するガイドとなり、吸入絞り弁２５０の径方向の位置決めを容易に行うことができる。なお、吸入絞り弁２５０のガイド用の貫通孔は、バルブプレート１０３の貫通孔１０３ｅに限らず、吐出弁形成板の貫通孔や吸入弁形成板の貫通孔であってもよい。

また、貫通孔（１０３ｅ等）に吸入絞り弁２５０の周壁２５３ｅ１が挿通された状態で、吸入絞り弁２５０の他端部（キャップ２５４側）は、図４に示すように、シリンダブロック１０１の一端面の径方向中央部に凹設されている空間１０１ｄに突出している。

吸入絞り弁２５０の一端部（キャップ２５４側端部）は、空間１０１ｄ内に配設された支持部材１５２により支持されている。支持部材１５２は、例えば、シリンダガスケット１３８の空間１０１ｄに面した部分を、空間１０１ｄ内に略円錐台形状に突出させて形成されている。これにより、支持部材１５２として新たに部品を追加する必要がなく、また支持部材１５２を固定する構造も必要が無いので、支持部材１５２を備えることによるコストアップを抑制できる。また、シリンダガスケット１３８は、金属の薄板をラバーコーティングしたものであり、支持部材１５２は、シリンダガスケット１３８と一体にプレス加工されてラバーコーティングが施されている。支持部材１５２は、クランク室１４０の圧力が作用する領域と吸入室１４１の圧力が作用する領域との区画壁となっている。支持部材１５２の周縁はシリンダブロック１０１とバルブプレート１０３に挟持されて、安定に保持されている。

そして、吸入絞り弁２５０の他端部（周壁２５３ｅ３側端部）は、区画部材１５０の連通孔１５０ａの周縁部を介して支持部材１５２側へ押圧されるように構成されている。このようにして、吸入絞り弁２５０は、駆動軸１１０の軸線Ｏの延長領域に配置される。そして、圧縮機ハウジングを形成すべく、フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１及びシリンダヘッド１０４を複数の通しボルト１０５で締結したときに、区画部材１５０が吸入絞り弁２５０の一端部を押圧し、吸入絞り弁２５０が区画部材１５０と支持部材１５２との間に挟持される構造となっている。これにより、吸入絞り弁の保持を容易に行うことができる。

具体的には、吸入絞り弁２５０の他端部（例えば、フランジ部２５３ｅ２の一端面）と連通孔１５０ａの周縁部の区画部材１５０との間に弾性部材１５１を設け、これにより、吸入絞り弁２５０の一端面は区画部材１５０に弾性支持される。弾性部材１５１は、例えば円環状のラバーシートやＯリングが使用される。これにより、吸入絞り弁２５０を容易に押圧保持することができる。なお、弾性部材１５１は、吸入絞り弁２５０の他端部と区画部材１５０との間に限らず、図示省略するが、吸入絞り弁２５０の一端部（キャップ２５４側端部）と支持部材１５２との間に設けてもよい。

次に、以上のような構成を有する可変容量圧縮機１００における吸入絞り弁２５０の動作について、図４及び図７に基づいて説明する。

可変容量圧縮機１００が作動してピストン１３６が往復動作するとエアコンシステムの冷媒回路を冷媒が循環し、その冷媒流量に応じて第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとの間に圧力差が発生する。弁体２５１は入口孔２５３ｂ側から第１空間部１４１ａの圧力を受け、空間２５５側から第２空間部１４１ｂの圧力を受ける。このようにして、吸入絞り弁２５０は、第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとの圧力差に応答して弁体２５１を作動させて、連通部としてのハウジング２５３の出口孔２５３ｄの実質的な開口面積を調整する。吸入絞り弁２５０は、具体的には、冷媒回路を循環する冷媒流量が増大して、圧力差が所定値を超えて増大すると、上記出口孔２５３ｄの実質的な開口面積を増加させる。この状態から冷媒流量が減少して圧力差が減少すると、上記出口孔２５３ｄの実質的な開口面積を減少させる。したがって、吸入絞り弁２５０は冷媒流量の変化に追従して上記出口孔２５３ｄの実質的な開口面積を調整する。そして冷媒流量が非常に少なくなり、圧力差が所定値以下になったとき、上記出口孔２５３ｄの実質的な開口面積を最小値まで絞る。その結果、ピストン１３６の吸入工程において、特に、冷媒流量が少なくなったときに発生する第２空間部１４１ｂ側の吸入圧力脈動が、第１空間部１４１ａ側に伝播するのを抑制することができる。これにより、外部冷媒回路側への圧力脈動の伝播を抑制し、熱交換器等の振動を低減させる。

このように、本実施形態に係る可変容量圧縮機１００によれば、区画部材１５０により吸入室１４１を第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとに区画し、吸入通路１０４ａを第１空間部１４１ａと接続し、吸入孔１０３ａを第２空間部１４１ｂと接続し、第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとの圧力差が減少するほど、第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとを貫通する連通部（ハウジング２５３）の開口面積を吸入絞り弁２５０（調整弁）により減少させることにより、外部冷媒回路側への圧力脈動の伝播を抑制することができる。このように、第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂとを貫通する連通部（ハウジング２５３）の開口面積を調整する構成であるため、吸入通路１０４ａの位置や向きの制約を受けずに、吸入絞り弁２５０を配置することができる。
このようにして、吸入通路の位置や向きの制約を受けずに吸入絞り弁２５０を配置可能な往復動式圧縮機を提供することができる。

また、本実施形態において、連通部（ハウジング２５３）は、吸入室１４１の径方向中央に位置され、吸入孔１０３ａは、バルブプレート１０３に形成される構成とし、吸入絞り弁２５０（調整弁）は、第１空間部１４１ａに向けて開口される入口孔２５３ｂと、第２空間部１４１ｂの径方向に向けて複数開口される出口孔２５３ｄとを有する構成である。具体的には、各吸入孔１０３ａは、連通孔１５０ａの孔中心からの距離がそれぞれ等しく、かつ、連通孔１５０ａの周方向に離間して配列される。これにより、吸入通路１０４ａの実質的な出口となる連通孔１５０ａから各出口孔２５３ｄ及び吸入孔１０３ａに至る流路長がそれぞれ略等しくなるため、第２空間部１４１ｂ側の吸入圧力脈動を極小化することができる。このようにして、吸入絞り弁２５０の絞り効果との相乗効果により、第１空間部１４１ａから外部冷媒回路側への圧力脈動の伝播を効果的に抑制することができる。

なお、上記実施形態においては、支持部材は、シリンダガスケット１３８に一体形成される場合で説明したが、例えば、以下に説明する第２実施形態のように、シリンダガスケット１３８と別体で形成されてもよい。

図１０及び図１１は、本発明の第２実施形態に係る可変容量圧縮機１００の部分拡大図である。第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。なお、吸入絞り弁２５０の動作についても第１実施形態と同じであるため説明を省略する。

本実施形態において、支持部材１５２’は、図１１に示すように、シリンダガスケット１３８と別体で形成されている。支持部材１５２’は、例えば、略円錐台形状に形成され、底壁１５２’ａと、周壁１５２’ｂと、フランジ１５２’ｃとを備えて構成されている。支持部材１５２’は、例えば、金属の薄板をプレス加工して形成される。なお、支持部材１５２’は、樹脂材料で形成されてもよい。

支持部材１５２’は、図１０に示すように、シリンダガスケット１３８とバルブプレート１０３との間に介在させた吸入弁形成板１５３の径方向中央に形成された貫通孔に挿通され、底壁１５２’ａ及び周壁１５２’ｂを空間１０１ｄに突出させ、フランジ１５２’ｃを吸入弁形成板１５３に当接させている。バルブプレート１０３のフランジ１５２’ｃに当接する当接部には、フランジの板厚を考慮して凹部が形成されている。これにより、フランジ部１５２’ｃは、吸入弁形成板１５３とバルブプレート１０３との間に位置決め保持される。

また、吸入弁形成板１５３は弾性を有した板材から形成されている。このため、フランジ１５２’ｃが吸入弁形成板１５３とバルブプレート１０３との間に位置決め保持されるときに、吸入弁形成板１５３がフランジ１５２’ｃを僅かに押圧するようにバルブプレート１０３の当接部の深さを設定するとよい。さらに、支持部材１５２’の表面をシリンダガスケット１３８等と同様にラバーコーティングしておくとよい。これにより、支持部材１５２’が吸入弁形成板１５３とバルブプレート１０３との間に安定に保持され、かつ空間１０１ｄ側（クランク室の圧力が作用）から第２空間部１４１ｂ側（吸入室の圧力が作用）への冷媒の漏れを防ぐことができる。

また、吸入絞り弁２５０内部の空間２５５に第２空間部１４１ｂの圧力が作用するように、バルブプレート１０３及び吐出弁形成板１５４には、支持部材１５２’内部の空間１５２ａ’と第２空間部１４１ｂとを連通する連通孔（バルブプレート１０３の連通孔１０３ｄについては図４参照）が形成されている。

図１０に示すように、吸入絞り弁２５０は、バルブプレート１０３及び吐出弁形成板１５４の径方向中央に形成された貫通孔に挿通され、突起２５４ｂを支持部材１５２’の底壁１５２’ａに当接させる。そして、フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１及びシリンダヘッド１０４を複数の通しボルト１０５で締結したときに、区画部材１５０が弾性部材１５１を介して吸入絞り弁２５０の一端部を押圧し、吸入絞り弁２５０が区画部材１５０と支持部材１５２’との間に挟持される構造となっている。

なお、フランジ１５２’ｃは、吸入弁形成板１５３とバルブプレート１０３との間に限らず、ヘッドガスケット１３９とバルブプレート１０３との間に介在させた吐出弁形成板１５４（図１０参照）と、バルブプレート１０３との間、又は、吸入弁形成板１５３と吐出弁形成板１５４との間に位置決め保持されるようにしてもよい。

また、上記第１及び第２本実施形態では、区画部材１５０は、ヘッドガスケット１３９に一体形成されている場合で説明したが、これに限らず、例えば、以下の第３実施形態で詳述するように、区画部材１５０をヘッドガスケット１３９と別体で形成してもよい。

図１２は、本発明の第３実施形態に係る可変容量圧縮機１００の部分拡大図である。第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。吸入絞り弁２５０の動作についても第１実施形態と同じであるため説明を省略する。

本実施形態において、区画部材１５０’は、ヘッドガスケット１３９と別体で形成され、例えば、板材からなる。この区画部材１５０’は、例えば、図１２に示すように、吸入室１４１の吸入室形成壁の中間に形成された段付き部１４１ｃに嵌合し、吸入室１４１を第１空間部１４１ａと第２空間部１４１ｂに区画する。

また、本実施形態において、吸入絞り弁２５０は、その他端部（周壁２５３ｅ３側）が区画部材１５０’に当接し、一端部（キャップ２５４側）が第２空間部１４１ｂ内に完全に収納されてヘッドガスケット１３９に当接する。このように、吸入絞り弁２５０は、フロントハウジング１０２、シリンダブロック１０１及びシリンダヘッド１０４を複数の通しボルト１０５で締結したときに、区画部材１５０’が弾性部材１５１を介して吸入絞り弁２５０の他端部を押圧し、吸入絞り弁２５０が区画部材１５０’と支持部材１５２”（ヘッドガスケット１３９）との間に挟持される構造となっている。これにより、吸入絞り弁の保持を容易に行うことができる。

本実施形態において、図１２に示すように、ヘッドガスケット１３９を支持部材１５２”としたが、これに限らず、吐出弁形成板１５４、バルブプレート１０３、吸入弁形成板１５３、シリンダガスケット１３８のいずれかを支持部材１５２”としてもよい。例えば、吐出弁形成板１５４を支持部材１５２”として利用する場合、ヘッドガスケット１３９の吸入絞り弁２５０の他端部に対応する位置に貫通孔を設ける。

なお、本実施形態において、吸入絞り弁２５０の他端部（キャップ２５４側）は、第２空間部１４１ｂ内に完全に収納されるものとしたが、これに限らず、第１及び第２実施形態のように、シリンダブロック１０１の空間１０１ｄに突出するようにしてもよい。この場合、支持部材として、第１実施形態の支持部材１５２又は第２実施形態の支持部材１５２’を適用すればよい。

また、各実施形態において、区画部材１５０に形成された連通孔１５０ａは、吸入室１４１の径方向中央部に形成される場合で説明したが、これに限定されない。例えば、吸入絞り弁２５０の配設される位置に合わせて連通孔１５０ａを形成すればよい。

また、各実施形態において、吸入絞り弁２５０は区画部材１５０と支持部材（１５２、１５２’、１５２”）との間で挟持されて保持される構成の場合で説明したが、これに限らず、吸入絞り弁２５０は区画部材１５０に固定されてもよい。

さらに、各実施形態において、吸入絞り弁２５０は、弁体２５１の周壁により完全に閉塞されない最小開口部２５３ｄ１を有し、弁体２５１が弁座２５３ｃに着座したときに吸入絞り弁２５０内の流路を完全に遮断しない場合で説明したが、これに限らず、弁体２５１が弁座２５３ｃに着座したときに吸入絞り弁２５０内の流路を完全に遮断するようにしてもよい。

そして、各実施形態において、本発明に係る往復動式圧縮機として斜板式の可変容量圧縮機を一例として説明したが、斜板式に限らず揺動板式の可変容量圧縮機としてもよい。さらに、本発明に係る往復動式圧縮機は、可変容量圧縮機に限らず、往復動式であれば、固定容量圧縮機、モータで駆動される電動圧縮機等すべての圧縮機に適用可能である。

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

１００…往復動式圧縮機（可変容量圧縮機）、１０１ａ…シリンダボア、１０３…バルブプレート、１０３ａ…吸入孔、１０３ｅ…貫通孔、１０４…シリンダヘッド、１０４ａ…吸入通路、１０４ｄ…突起部、１３６…ピストン、１３９…ヘッドガスケット、１４１…吸入室、１４１ａ…第１空間部、１４１ｂ…第２空間部、１４２…吐出室、１５０…区画部材、１５１…弾性部材、１５２、１５２’、１５２”…支持部材、２５０…調整弁（吸入絞り弁）、２５３…連通部（ハウジング）、２５３ｂ…入口孔、２５３ｄ…出口孔

Claims (7)

1. 駆動軸の一端側に配設され吸入通路から冷媒が流入される吸入室と、前記駆動軸を囲むように複数配列されるシリンダボアと、前記各シリンダボアに対応して設けられる吸入孔と、前記吸入室の径方向外側に環状に配設される吐出室とを備え、前記駆動軸の回転により前記シリンダボア内のピストンを往復動させて、前記吸入室から前記吸入孔を介して前記シリンダボア内に吸入した冷媒を圧縮し、該圧縮した冷媒を、前記吐出室を経由して吐出する往復動式圧縮機において、
   前記吸入室を、前記吸入通路と接続する第１空間部と、前記吸入孔と接続する第２空間部とに区画する区画部材と、
   前記区画部材を貫通して前記第１空間部と前記第２空間部とを連通する連通部の開口面積を、前記第１空間部と前記第２空間部との圧力差に応じて調整する調整弁であって、前記圧力差が増大するほど前記開口面積を増加させ、前記圧力差が減少するほど前記開口面積を減少させる調整弁と、
   を含む、往復動式圧縮機。
2. 前記連通部は、前記吸入室の径方向中央に位置され、
   前記各吸入孔は、前記吸入室が形成されるシリンダヘッドの吸入室側の面と当接するバルブプレートに形成される構成とし、
   前記調整弁は、前記第１空間部に向けて開口される入口孔と、前記第２空間部の径方向に向けて複数開口される出口孔とを有する、請求項１に記載の往復動式圧縮機。
3. 前記調整弁は、前記バルブプレートに形成された貫通孔に挿通され、該調整弁の径方向の移動が規制される、請求項２に記載の往復動式圧縮機
4. 前記区画部材は、前記バルブプレートと前記シリンダヘッドとの間に介在させたヘッドガスケットの前記吸入室に面した部分を、前記吸入室内に突出させて形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の往復動式圧縮機。
5. 前記バルブプレートに面した前記シリンダヘッドの吸入室形成壁に、前記ヘッドガスケットの区画部材部分の周縁部を前記バルブプレート側に押圧する突起部を突設したことを特徴とする請求項４に記載の往復動式圧縮機。
6. 前記調整弁は、一端部が支持部材により支持され、他端部が前記区画部材により前記支持部材側へ押圧される構成とした、請求項１〜５のいずれか１つに記載の往復動式圧縮機。
7. 前記調整弁の前記一端部と前記支持部材との間、又は、前記調整弁の他端部と前記区画部材との間に弾性部材を設けたことを特徴とする請求項６に記載の往復動式圧縮機。