JP2016050548A - 圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸入室141とシリンダボア101aと吐出孔103bと吸入室141の径方向内側に配設される吐出室142と吐出通路104dと逆止弁200と、を有し、圧縮した冷媒を吐出通路104dから吐出する圧縮機100であって、吐出室142を形成する周壁104bの内周面104fに沿って嵌合され、吐出室142を、周壁104bの高さ方向に2分割して、吐出孔103bと接続する第1空間142aと吐出室142の底壁104aに面する第2空間142bとに区画する区画部材160を含み、吐出通路104dは第2空間142bに接続され、逆止弁200は、P1<P2の場合、第1空間と第2空間とを連通する連通部の開口を閉止する。
【選択図】図1
Description
このため、例えば、特許文献1に記載の圧縮機では、吐出室の底壁の吐出室径方向中央部に吐出通路と連通する凹部を形成し、この凹部内に逆止弁を収容する構成とすることにより、吐出通路から吐出室への冷媒の逆流を防止させている。
そして、本発明に係る圧縮機によれば、この従来の凹部より大径の第2空間に吐出通路を接続すると共に、第1空間の圧力が第2空間の圧力より小さい場合、区画部材を貫通して第1空間と前記第2空間とを連通する連通部の開口を閉止する逆止弁を設ける構成としたため、この逆止弁により第2空間から第1空間への冷媒の逆流を容易に防止することができる上、逆止弁の下流側の空間である大径の第2空間に吐出通路を容易に接続することができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る圧縮機である斜板式の可変容量圧縮機(以下において「圧縮機」という)100の断面図である。図2は、圧縮機100の後述するシリンダヘッド104をその開放端面側から見た図である。
この圧縮機100は、クラッチレスの圧縮機であって、図示を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、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。
本実施形態では、このようにして、クランク室140内にて駆動軸110と共に回転しこの駆動軸110の中心軸線Oに対する傾斜角が可変である斜板111を含み、斜板111の回転運動をピストン136の往復運動に変換する、変換機構が構成される。なお、本実施形態においては、斜板111とロータ112とリンク機構120とシュー137とを含んで構成される変換機構が、本発明に係る「変換機構」に相当する。
吸入室141は、例えば、図1及び図2に示すように、シリンダヘッド104の底壁104aから突設されシリンダブロック101側に環状に延びる周壁104bの径方向外側で、吐出室142を取り囲むように環状に形成されている。
吐出室142は、例えば、シリンダヘッド104の径方向中央部に配設され、底壁104aと周壁104bとによって区画形成されている。
一方、吐出室142は、シート状の吐出弁形成体138に形成された吐出弁としてのリード弁138a(図3参照)と、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吐出孔103b(図1参照)とを介して、シリンダボア101aと連通する。吐出弁形成体138は、バルブプレート103のシリンダヘッド104側に配置される。また、吐出弁としてのリード弁138aは、例えば、シリンダボア101a内の圧力が吐出室142(詳しくは後述する第1空間142a)内の圧力より高くなると、変形して吐出孔103bを開口し、シリンダボア101a内の圧力が吐出室142内の圧力以下になると、変形を解消して吐出孔103bを閉止する。
なお、本実施形態においては、各吐出孔103b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の中心軸線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配列される。後述の連通部の入口孔161cは、駆動軸110の中心軸線Oに孔中心を一致させて形成されている。したがって、各吐出孔103bは、言い換えると、後述の入口孔161cの孔中心からの距離がそれぞれ等しく、かつ、入口孔161cの周方向に離間して配列される。
リード弁138aは、例えば、後述する第1空間内142aにて、バルブプレート103の吐出孔形成位置に対応する第1空間142aの周方向に離間した複数個所にそれぞれ配設されると共に第1空間142aの径方向に延在し、対応する吐出孔103bを開閉する。リード弁連結部138bは、例えば、各リード弁138aの径方向内側でその基端部を連結する。
各リテーナ150aは、例えば、各リード弁138aの配設位置に合わせてそれぞれ配設されると共に第1空間142aの径方向に延在し、対応するリード弁138aの最大開度を規制する。リテーナ連結部150bは、例えば、各リテーナ150aの径方向内側でその基端部を連結する。
また、シリンダヘッド104には、吐出側接続ポート104d’を備えた吐出通路104dが、シリンダヘッド104の外周壁を貫通して吐出室142に接続するように形成されている。この吐出側接続ポート104d’は、外部冷媒回路の高圧側回路に接続される。これにより、吐出通路104dから高圧側回路へ冷媒が吐出される。
なお、吐出通路104dの接続先及び延設方向の詳細については、後に説明する。
具体的には、第1空間142aは、区画部材160とシリンダヘッド104の周壁104bとバルブプレート103とで囲まれた空間であり、吐出弁形成体138及びリテーナプレート150を収容する。第2空間142bは、区画部材160とシリンダヘッド104の底壁104a及び周壁104bとで囲まれた空間である。
この逆止弁200は、区画部材160を貫通して第1空間142aと第2空間142bとを連通する連通部の開口を、第1空間142aと第2空間142bとの圧力差に応じて開閉し、第2空間142bから第1空間142aへの冷媒の逆流を防止することで、吐出通路104dから実質的な吐出室(第1空間142a)への冷媒の逆流を防止している。
なお、区画部材160の構造と、逆止弁200の構造並びに動作、及び、上記連通部については後に詳述する。
制御弁300は、吐出室142の第1空間142aとクランク室140とを連通する圧力供給通路145に介装され、圧力供給通路145の開度を調整して、第1空間142aからクランク室140への冷媒ガス(吐出ガス)導入量を制御する。また、クランク室140内の冷媒ガスは、クランク室140と吸入室141とを連通する放圧通路146を介して吸入室141へ流れる。この放圧通路146には、放圧通路146を流通する流体の流量を規制するオリフィスが設けられる。
具体的には、放圧通路146は、例えば、図2及び図2のA−A断面を含む要部拡大断面図である図5に示すように、通しボルト105を挿通する挿通孔を経由してクランク室140と吸入室141とを連通する。例えば、シリンダヘッド104の開口端面に形成された溝104eが上記オリフィスを構成している。また、圧力供給通路145は、図2に示すように、通しボルト105を挿通する別の挿通孔を経由して第1空間142aとクランク室140とを連通している。
突起部162の端面162aは、区画部161の第2空間側端面の周縁部が規制面104hに当接しているときに、バルブプレート103と僅かな隙間を有して対峙している。突起部162の端面162aがバルブプレート103と当接することにより、区画部材160のバルブプレート103側への移動が規制される。
このように、区画部材160は、吐出室142の周壁104b(詳しくは内周面104f)にOリング163を介在させて移動可能に嵌合されていると共に、その移動がバルブプレート103及び規制面104hにより規制されることにより、抜け止めされている。
吐出通路104dは、第2空間142bに接続されている。
この吐出通路104dは、例えば、シリンダヘッド104の外周壁を貫通して、吸入室141の一部を横切るように吐出室142側へ直線状に延設されて、第2空間142bに開口している。本実施形態において、吐出通路104dは、図2に示すように、シリンダヘッド104の外周の所定位置から吐出室142の径方向略中心に向かって延設されている。図示を省略するが、車両側の制約を受け、吐出通路104dの延設方向が、吐出室142の径方向中心から大きくずれた方向に設定されることもある。この場合であっても、吐出通路104dの接続先である第2空間142bは、大径に構成されているため、吐出通路104dを、直線状に一本の通路で形成して、第1空間142bに接続させることができる。
また、逆止弁200は、圧力P1が圧力P2より大きく、且つ、第1空間142aと第2空間142bとの圧力差ΔPが所定の開弁差圧値Po以上の場合(P1>P2、ΔP≧Po)、連通部の開口を開放し、圧力P1が圧力P2より大きく、且つ、圧力差ΔPが開弁差圧値Po未満の場合(P1>P2、ΔP<Po)、連通部の開口を閉止する。
なお、弁体201及び収容部材203は樹脂材料で形成されるものとしたが、これに限らず、金属材料で形成してもよい。この場合、区画部材160を樹脂材料で形成しても良い。
また、逆止弁200は、P1>P2で、且つ、ΔP<Poになると、弁体201が弁座161dに当接して、入口孔161c及び出口孔203a1を閉止する。
さらに、逆止弁200は、P1<P2となったとき、弁体201が弁座161dに当接して、入口孔161c及び出口孔203a1を閉止し、第2空間142bから第1空間142aへの冷媒の逆流を防止する。
また、圧縮動作により第1空間142aの圧力P1が昇圧して、P1>P2、且つ、ΔP≧Poになると、逆止弁200が開弁し、圧縮された冷媒が第2空間142b、吐出通路104dを経由して外部冷媒回路の高圧側回路に流れる。このとき、区画部材160は、ΔPに応じた力を受ける。そして、このΔPに応じた力の大きさがOリング163によって生じる静摩擦力の大きさを超えると、区画部161の第2空間側端面の周縁部が規制面104hに当接して、区画部材160は位置決めされる。
これにより、従来の圧縮機において、車両側におけるレイアウト等による制約を受けた吐出側接続ポート104d’の位置及び吐出通路104dの向きでは、吐出通路104dが複雑になっていた場合であっても、吐出通路104dを容易に形成することができる。
例えば、本実施形態のように、車両側のレイアウト等により吐出側接続ポート104d’がシリンダヘッド104の外周面の所定位置に配置された場合、吐出側接続ポート104d’の外側から吐出室径方向中央部の逆止弁200の下流側の空間に向かって直線的に一本の通路で吐出通路104dを容易に形成することができる。
このようにして、吐出側接続ポートの位置や吐出通路の向きに制約がある場合でも、逆止弁の下流側の空間に接続する吐出通路を容易に形成可能な圧縮機を提供することができる。
具体的には、図8に示すように、各突起部162’は、一端を吐出室142の周壁104bに近接させ、他端を吐出室142の径方向中央に向かって延在する壁状に形成されている。
これにより、隣り合う突起部162’とその間の吐出室142の周壁104bとで、リード弁138a及びリテーナ150aの先端側の領域を、隣接する他のリード弁138a及びリテーナ150aの先端側の領域と区画することができる。したがって、この突起部162’により、一の吐出孔103bから吐出された冷媒流が、他の吐出孔103bから吐出された冷媒流と干渉することを抑制することができる。つまり、突起部162’を吐出室142内の圧力脈動を低減するための区画壁として機能させることができる。
具体的には、図9に示すように、突起部162”は、区画部161に形成された入口孔161cの第1空間側の開口周縁部から環状に突出して、バルブプレート103側に延びる周壁からなる。この突起部162”の内部空間は、入口孔161cと連通すると共に、周壁に形成された開口162”aを介して第1空間142aと連通する。このように、突起部162”は単にリテーナ連結部150bを押圧可能に配設されるので、吐出弁138a及びリテーナ150aの配列および設計仕様に影響を与えることなく、区画部材160を吐出室142に配設することができる。また、突出部162”は、環状に設けられているので、区画部材160に過大な力が作用してもその力をバルブプレート103で安定に受け止めることができる。
具体的には、環状周壁164は、突起部162の径方向内側で入口孔161cの周囲に、区画部161の第1空間側端面から環状に突出し、バルブプレート103側に向って延びて形成されている。環状周壁164は締結部材151の先端部の周囲を覆っている。環状周壁164の先端がリテーナプレート150と対峙している。環状周壁164の先端とリテーナプレート150との間は間隙を有し、この間隙が冷媒の流路となる。なお、環状周壁164の先端部に、径方向に貫通する溝部を形成し、この溝部を上記冷媒の流路としてもよい。
このように構成することにより、吐出孔103bから吐出された冷媒が環状周壁164の外周面に衝突して、この冷媒に含まれるオイルが環状周壁164の外周面に付着する。これにより、環状周壁164がオイルセパレータとして機能し、冷媒に含まれるオイルの第1空間142aから第2空間142bへの流出が抑制される。その結果、外部冷媒回路に流出するオイル量が低減し、エアコンシステムの冷房性能を向上させることができる。
なお、第2実施形態において、突起部162’の径方向内側で、且つ、入口孔161cの周囲に環状周壁164を突設させてもよい。また、第3実施形態における突起部162”は、上記環状周壁164と同様に、オイルセパレータとしても機能する。また、ΔPによる力の作用下において、区画部材160が内周面104fとの嵌合だけで十分に固定できる場合は、突起部(162,162’,162”)は設けなくてもよい。この場合、区画部161に上記環状周壁164のみを設けてもよい。
なお、回動規制構造の構造は、これに限らず、適宜構造を採用することができる。例えば、第1実施形態においては、突起部162の側面がリテーナ150aの側面に当接することで、区画部材160の回動を規制する構造としてもよい。これにより、特別な回動規制手段を設けることなく、区画部材160の回動を規制することができ、構造を簡素化することができる。
Claims (9)
- 駆動軸の一端側を中心として環状に配設され冷媒が流入される吸入室と、前記駆動軸を囲むように配列される複数のシリンダボアと、前記各シリンダボアに対応して設けられる吐出孔と、前記吸入室の径方向内側に配設される吐出室と、前記吐出室に接続される吐出通路と、前記吐出通路からの冷媒の逆流を防止する逆止弁と、を有し、
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、前記吐出孔及び吐出室を経由して前記吐出通路から吐出する圧縮機であって、
前記吐出室を形成する周壁の内周面に沿って嵌合され、前記吐出室を、前記周壁の高さ方向に2分割して、前記吐出孔と接続する第1空間と該吐出室の底壁に面する第2空間とに区画する区画部材を含み、
前記吐出通路は、前記第2空間に接続され、
前記逆止弁は、前記第1空間の圧力が前記第2空間の圧力より小さい場合、前記区画部材を貫通して前記第1空間と前記第2空間とを連通する連通部の開口を閉止する圧縮機。 - 前記吐出孔は、前記シリンダボアが形成されるシリンダブロックと前記周壁の端面との間に配置されるバルブプレートに形成され、
前記区画部材は、前記内周面に沿って嵌合される円板状の区画部と、該区画部の第1空間側の端面から突出してバルブプレート側へ延びる突起部とを有し、
前記第1空間の圧力が前記第2空間の圧力より小さい場合、前記突起部の端面は、前記第1空間の圧力と前記第2空間の圧力との圧力差に応じて前記バルブプレートを押圧する、請求項1に記載の圧縮機。 - 前記区画部材は、前記吐出室の前記内周面との間に弾性を有するシール部材を介在させて、前記周壁の前記内周面に沿って嵌合される、請求項2に記載の圧縮機。
- 前記第1空間内にて、前記バルブプレートの吐出孔形成位置に対応する前記第1空間の周方向に離間した複数個所にそれぞれ配設されると共に前記第1空間の径方向に延在し、対応する前記吐出孔を開閉する複数のリード弁と、
前記各リード弁の配設位置に合わせてそれぞれ配設され、対応する前記リード弁の最大開度を規制する複数のリテーナと、
を更に含み、
前記突起部は、互いに隣り合う各リード弁の間及び互いに隣り合う各リテーナの間で、前記バルブプレートを押圧可能に、前記区画部の周方向に離間した複数個所で突設される、請求項2又は3に記載の圧縮機。 - 前記区画部材は、前記連通部の第1空間側の開口周縁部から環状に突出形成されると共に前記突起部の径方向内側に位置する環状周壁を有する、請求項2〜4のいずれか1つに記載の圧縮機。
- 前記第1空間内にて、前記バルブプレートの吐出孔形成位置に対応する前記第1空間の周方向に離間した複数個所にそれぞれ配設されると共に前記第1空間の径方向に延在し、対応する前記吐出孔を開閉する複数のリード弁と、該各リード弁の径方向内側でその基端部を連結するリード弁連結部とを有するリード弁形成体と、
前記各リード弁の配設位置に合わせてそれぞれ配設されると共に前記第1空間の径方向に延在し、対応する前記リード弁の最大開度を規制する複数のリテーナと、該各リテーナの径方向内側でその基端部を連結するリテーナ連結部とを有するリテーナ形成体と、
を更に含み、
前記突起部は、前記リテーナ連結部に当接して前記バルブプレートを押圧可能に、前記区画部に突設される、請求項2又は3に記載の圧縮機。 - 前記逆止弁は、前記連通部の第1空間側開口となる入口孔と、前記連通部の第2空間側開口となる出口孔と、前記第2空間に位置すると共に弁体を収容する筒状の収容部材とを有し、
前記出口孔は、前記収容部材の周方向に離間した複数個所で、前記第2空間における前記内周面に向けて開口される、請求項1〜6のいずれか1つに記載の圧縮機。 - 前記逆止弁は、前記弁体が接離する弁座を更に有し、
前記入口孔は、前記区画部材を貫通して形成され、
前記弁座は、前記入口孔の第2空間側の開口周縁部から環状に突出形成されてなる、請求項7に記載の圧縮機。 - 前記ピストンの背方に形成されるクランク室と、
前記第1空間と前記クランク室とを連通する圧力供給通路と、
前記クランク室内にて前記駆動軸と共に回転し該駆動軸の中心軸線に対する傾斜角が可変である斜板を含み、前記斜板の回転運動を前記ピストンの往復運動に変換する変換機構と、
前記圧力供給通路の開度を調整して前記クランク室の圧力を変化させ、該圧力変化により前記斜板の傾斜角を変更して前記ピストンのストローク量を制御する制御弁と、
を更に含む、請求項1〜8のいずれか1つに記載の圧縮機。
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