JP2023022418A - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

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Abstract

Figure 2023022418000001
【課題】生産性低下および製造コストの増大を招くことなく、効率を向上することができる可変容量型斜板式圧縮機の提供にある。
【解決手段】可変容量型斜板式圧縮機において、弁・ポート形成体39は、連通空間62と連通する第1絞り孔70と、吸入室37と連通する第2絞り孔71と、第1絞り孔70と前記第2絞り孔71とを連通する中継孔72を有し、第1絞り孔70と第2絞り孔71と中継孔72は、ガスケット44と吸入弁形成板41とポート形成板40と吐出弁形成板42とリテーナ形成板43のうち3つに、それぞれ個別に形成されている。
【選択図】 図2

Description

この発明は、可変容量型斜板式圧縮機に関する。
可変容量型斜板式圧縮機の従来技術として、例えば、特許文献1に開示された可変容量型圧縮機が知られている。特許文献1に開示された可変容量型圧縮機は、複数のシリンダボアを備えたハウジングと、ハウジングに回転自在に支持された駆動軸と、駆動軸と一体回転するとともに、駆動軸に対して傾動可能な斜板と、斜板が収容される制御圧室と、を備えている。さらに、この圧縮機は、シリンダボア内に摺動自在に収容され、斜板の回転運動を受けて、シリンダボア内を往復動するピストンと、シリンダボア内の圧縮室に吸入される冷媒ガスが導入される吸入室と、圧縮室から吐出される冷媒ガスが導入される吐出室と、を備えている。
吐出室と制御圧室とは、給気通路により連通されており、制御圧室と吸入室とは抽気通路により連通されている。ピストンのストロークは、制御圧室の圧力調節により調節される。駆動軸の内部には、抽気通路の一部をなす軸内通路が形成されている。抽気通路にオイルセパレータとしての筒状部が配置されるとともに、筒状部の内部が軸内通路と繋がるように駆動軸の端部に設けられている。ハウジングは、筒状部を収容する空間部を備え、この空間部と吸入室とは、区画部材により区画されている。区画部材には空間部と吸入室とを連通する貫通孔が形成されている。区画部材はバルブプレートである。
特開2015-148202号公報
ところで、特許文献1に開示された可変容量型圧縮機が車両に搭載されている場合、制御圧室から吸入室へ流入する冷媒ガスが少なくなるほど、燃費効率が向上する。このためには、区画部材の貫通孔の孔径を可能なかぎり小さくすればよいが、貫通孔の孔径は小さくなるほど孔明け加工が困難になるという問題がある。孔明け加工が困難になると、可変容量型圧縮機の生産性低下を招き製造コストが増大する。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、生産性低下および製造コストの増大を招くことなく、効率を向上することができる可変容量型斜板式圧縮機の提供にある。
上記の課題を解決するために、本発明は、軸孔と複数のシリンダボアを有するシリンダブロックと、前記軸孔に回転自在に支持された駆動軸と、前記駆動軸と一体回転するとともに、前記駆動軸に対して傾動可能な斜板と、前記シリンダブロックの一端に連結され、前記シリンダブロックと協働して前記斜板が収容される制御圧室を区画するフロントハウジングと、前記シリンダブロックの他端に弁・ポート形成体を介して連結され、前記弁・ポート形成体と協働して吐出室および吸入室を区画するリヤハウジングと、前記シリンダボア内に摺動自在に収容され、前記斜板の回転運動を受けて、前記シリンダボア内を往復動するピストンと、を備え、前記弁・ポート形成体は、前記ピストンと協働して前記シリンダボアにて圧縮室を区画するとともに、前記駆動軸と協働して前記軸孔にて連通空間を区画し、前記駆動軸内には、前記制御圧室と前記連通空間とを連通する軸内通路が形成され、前記弁・ポート形成体は、前記吸入室と前記圧縮室とを連通する吸入ポートおよび前記吐出室と前記圧縮室とを連通する吐出ポートが形成されたポート形成板と、前記ポート形成板の前記リヤハウジング側の面に積層され、前記吐出ポートを開閉する吐出弁が形成された吐出弁形成板と、前記吐出弁形成板の前記リヤハウジング側の面に積層され、前記吐出弁の開度を規制するリテーナが形成されたリテーナ形成板と、前記ポート形成板の前記シリンダブロック側の面に積層され、前記吸入ポートを開閉する吸入弁が形成された吸入弁形成板と、前記吸入弁形成板の前記シリンダブロック側の面に積層されたガスケットと、を備え、前記制御圧室内の冷媒ガスの圧力調節により前記ピストンのストローク量が調節される可変容量型斜板式圧縮機において、前記弁・ポート形成体は、前記連通空間と連通する第1絞り孔と、前記吸入室と連通する第2絞り孔と、前記第1絞り孔と前記第2絞り孔とを連通し、前記第1絞り孔および前記第2絞り孔よりも大きな内部空間を有する中継孔と、を有し、前記第1絞り孔と前記第2絞り孔と前記中継孔は、前記ガスケットと前記吸入弁形成板と前記ポート形成板と前記吐出弁形成板と前記リテーナ形成板のうち3つに、それぞれ個別に形成されていることを特徴とする。
本発明では、制御圧室における冷媒ガスは、軸内通路と連通空間を含む抽気通路を通り、弁・ポート形成体における第1絞り孔、中継孔および第2絞り孔を通過して、吸入室へ流入する。弁・ポート形成体における第1絞り孔、中継孔および第2絞り孔は直列配置の複数の絞りを構成するので、弁・ポート形成体に同径の単一の絞り孔を設ける場合と比較すると、冷媒ガスの圧力損失は増大し、吸入室に流入する冷媒ガスの流量を低減できる。つまり、弁・ポート形成体に同径の単一の絞り孔を設ける場合と比較すると、第1絞り孔および第2絞り孔を加工困難な孔径とする必要がないので、生産性低下および製造コストの増大を招くことなく、制御圧室から吸入室へ流入する冷媒ガスを可及的に少なくすることができる。
また、上記の可変容量型斜板式圧縮機において、前記駆動軸の径方向において前記第1絞り孔と前記第2絞り孔は互いに異なる位置に設けられている構成としてもよい。
この場合、冷媒ガスは、第1絞り孔から第2絞り孔へ至る間に直列配置の複数の絞りによる圧力損失の効果を受けるほか、第1絞り孔と第2絞り孔が互いに異なる位置に設けられることによって生じる流路の曲がりによる圧力損失の効果を受けることができる。その結果、冷媒ガスの圧力損失をより増大でき、吸入室に流入する冷媒ガスの流量をさらに低減できる。
また、上記の可変容量型斜板式圧縮機において、前記第1絞り孔は前記ガスケットに形成され、前記連通空間に収容されるとともに、内部が前記軸内通路と繋がるように前記駆動軸の端部に設けられた筒状のオイルセパレータと、前記ガスケットに設けられ、前記オイルセパレータにより前記冷媒ガスから遠心分離されたオイルの前記第1絞り孔から前記中継孔への流入を規制するオイル規制部と、を備える構成としてもよい。
この場合、オイルセパレータは冷媒ガスからオイルを分離し、分離されてガスケットに付着したオイルは自重によってガスケットに沿って流れる。第1絞り孔に設けられているオイル規制部は、オイルの第1絞り孔から中継孔への流入を妨げる。その結果、オイルの吸入室への流出を抑制することができる。
また、上記の可変容量型斜板式圧縮機において、前記オイル規制部は、前記第1絞り孔を前記駆動軸の軸方向において前記第2絞り孔から離間させるように隆起された隆起部である構成としてもよい。
この場合、オイル規制部は、第1絞り孔を駆動軸の軸方向において前記第2部材から離間させるように増大された隆起部であり、隆起部はガスケットの打ち抜きと同時に形成できるのでオイル規制部の生産性に優れる。
また、上記の可変容量型斜板式圧縮機において、前記第1絞り孔は、前記ガスケットに形成され、前記第2絞り孔は、前記ポート形成板に形成され、前記中継孔は、前記吸入弁形成板に形成されている構成としてもよい。
この場合、第1絞り孔をガスケットに設け、第2絞り孔をポート形成板に設け、ガスケットとポート形成板との間に介在された吸入弁形成板に中継孔が形成される。この場合、連通空間になるべく近い位置に両方の絞りを設けることができるので、連通空間ひいては制御圧室から吸入室へ流入する冷媒ガスを可及的に少なくすることができる。
本発明によれば、生産性低下および製造コストの増大を招くことなく、効率を向上することができる可変容量型斜板式圧縮機を提供できる。
第1の実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の縦断面図である。 第1の実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の要部の縦断面図である。 (a)はガスケットの正面図であり、(b)は吸入弁形成板の正面図であり、(c)はポート形成板の正面図であり、(c)は吐出弁形成板の正面図である。 絞り孔の孔径と吸入室へ排出される冷媒ガスの流量との関係を示すグラフ図である。 第2の実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の要部の縦断面図である。 第3の実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機の要部の縦断面図である。 (a)は変形例1に係る可変容量型斜板式圧縮機の要部の縦断面図であり、(b)は変形例2に係る可変容量型斜板式圧縮機の要部の縦断面図であり、(c)は変形例3に係る可変容量型斜板式圧縮機の要部の縦断面図であり、(d)は変形例4に係る可変容量型斜板式圧縮機の要部の縦断面図である。
(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係る可変容量型斜板式圧縮機について図面を参照して説明する。本実施形態の可変容量型斜板式圧縮機(以下「圧縮機」と表記する)は、車両に搭載される車載用の圧縮機であり、車両において横置きされる圧縮機である。
図1に示すように、図1に示す圧縮機では、シリンダブロック11の前端にはフロントハウジング12が連結され、シリンダブロック11の後端にはリヤハウジング13が連結されている。シリンダブロック11、フロントハウジング12およびリヤハウジング13は、複数の通しボルト(図1においては1つのみ示す)14により相互に連結されている。シリンダブロック11には、通しボルト14を挿通するボルト通孔(図示せず)が形成されているほか、フロントハウジング12にはボルト通孔15が形成されている。また、リヤハウジング13には、雌ねじを有するボルト孔(図示せず)が形成され、ボルト孔には通しボルト14の雄ねじ部が螺入される。シリンダブロック11、フロントハウジング12およびリヤハウジング13は、圧縮機のハウジングの全体を構成する要素である。
フロントハウジング12とシリンダブロック11との連結により、フロントハウジング12内に制御圧室16が形成される。つまり、フロントハウジング12は、シリンダブロック11と協働して制御圧室16を区画する。シリンダブロック11には軸孔17が形成されている。軸孔17には駆動軸18が挿通され、駆動軸18はシリンダブロック11に回転自在に支持されている。本実施形態では、駆動軸18のシリンダブロック11と摺接する外周面には、潤滑剤を含むコーティング層が形成されている。また、フロントハウジング12には、軸孔20が形成されており、軸孔20に駆動軸18が挿通されている。軸孔20には軸封装置21が設けられており、軸封装置21には主にゴム材料により形成されたリップシールが用いられている。制御圧室16から外部へ突出する駆動軸18は、エンジン等の外部駆動源(図示せず)から回転駆動力を得る。
駆動軸18には回転支持体22が固定されている。回転支持体22はラジアル軸受23を介してフロントハウジング12に回転自在に支持されており、駆動軸18と一体回転可能である。回転支持体22とフロントハウジング12の内壁面との間には、駆動軸18の軸心P方向への荷重を受けるスラスト軸受24が介在されている。フロントハウジング12には、制御圧室16の外周域からフロントハウジング12と回転支持体22との間まで延び、スラスト軸受24に臨むオイル経路25が形成されており、オイル経路25は軸孔20まで達している。回転支持体22には、斜板26が駆動軸18の軸心P方向へスライド可能かつ傾動可能に支持されている。
回転支持体22には一対のアーム27(図1では一方のアーム27のみ図示され、他方のアーム27は図示されない)が斜板26に向けて突設されており、斜板26には一対の突起部28が回転支持体22に向けて突設されている。突起部28は、回転支持体22における一対のアーム27間に形成された凹部に挿入されている。突起部28は、一対のアーム27に挟まれた状態で凹部内を移動可能である。アーム27において凹部の底部となる面にはカム面29が形成されており、突起部28の先端部はカム面29と摺接する。
斜板26は、一対のアーム27に挟まれた突起部28と、カム面29との連係により駆動軸18の軸方向へ傾動可能かつ駆動軸18と一体的に回転可能である。斜板26の傾動は、カム面29と突起部28とのスライドガイド関係と駆動軸18のスライド支持作用とにより案内される。一対のアーム27、突起部28およびカム面29は、斜板26と回転支持体22との間に設けられるヒンジ機構30を構成する。ヒンジ機構30は、回転支持体22に対して斜板26を傾動可能、かつ駆動軸18から斜板26へトルク伝達可能に連結する。
駆動軸18にはコイルスプリング31が嵌挿されており、コイルスプリング31は回転支持体22と斜板26との間に位置する。コイルスプリング31は斜板26を回転支持体22から離す付勢力を斜板26に付与する。斜板26の径中心部が回転支持体22側へ移動すると、駆動軸18の径方向に対する斜板26の傾斜角度が増大する。斜板26の最大傾斜角度は、回転支持体22と斜板26との当接により規定される。因みに、図1に示す斜板26は最大傾斜角度の状態にある。
図1に示すように、シリンダブロック11に形成された複数のシリンダボア32内には、片頭式のピストン33が摺動自在に収容されている。シリンダボア32とピストン33の端面と後述する弁・ポート形成体39により圧縮室34が区画される。斜板26の回転運動は、シュー35を介してピストン33の前後往復運動に変換され、ピストン33がシリンダボア32内を往復動する。
リヤハウジング13内には環状の隔壁36が形成されており、隔壁36は吸入室37と吐出室38との間にある。吸入室37は、リヤハウジング13において径方向の中心側に位置し、吐出室38は吸入室37よりも径方向の外側に位置する。図1、図2に示すように、シリンダブロック11とリヤハウジング13との間には、弁・ポート形成体39が介在されている。弁・ポート形成体39は、ポート形成板40、吸入弁形成板41、吐出弁形成板42、リテーナ形成板43およびガスケット44、を有している。ガスケット44とリテーナ形成板43は、シリンダブロック11とリヤハウジング13の端面にそれぞれ密着し、シール部材としての機能を果たしている。リヤハウジング13は、シリンダブロック11の他端に弁・ポート形成体39を介して連結され、弁・ポート形成体39と協働して吐出室38および吸入室37を区画する。より詳細には、隔壁36よりも径方向外側において吐出室38が区画され、隔壁36よりも径方向内側において吸入室37が区画される。
弁・ポート形成体39は、ポート形成板40、吐出弁形成板42およびリテーナ形成板43を貫通する吸入通路Sを有している。弁・ポート形成体39は、ポート形成板40および吸入弁形成板41を貫通する吐出通路Dを有している。ポート形成板40には、吸入室37と圧縮室34とを連通する吸入ポート45および吐出室38と圧縮室34とを連通する吐出ポート46が形成されている。吸入ポート45は吸入通路Sの一部であり、吐出ポート46は吐出通路Dの一部である。吸入弁形成板41には、ポート形成板40のシリンダブロック11側の面に積層される。吸入弁形成板41には、吸入ポート45を開閉する吸入弁47が形成されている。吐出弁形成板42には、ポート形成板40のリヤハウジング13側の面に積層される。吐出弁形成板42には、吐出ポート46を開閉する吐出弁48が形成されている。リテーナ形成板43には、吐出弁形成板42のリヤハウジング13側の面に積層される。リテーナ形成板43には、吐出弁48の開度を規制するリテーナ49が形成されている。
吸入室37内の冷媒は、ピストン33の吸入動作(図1において右側から左側への移動)により吸入ポート45から吸入弁47を開弁してシリンダボア32内へ流入する。シリンダボア32内へ流入したガス状の冷媒は、ピストン33の吐出動作(図1において左側から右側への移動)により吐出ポート46から吐出弁48を開弁して吐出室38へ吐出される。吐出弁48は、リテーナ49に当接して最大開度が規定されている。
吸入室37へ冷媒を導入する吸入口51と、吐出室38から冷媒を排出する吐出口52とは、外部冷媒回路53と接続されている。外部冷媒回路53上には、冷媒を液化させる凝縮器54、膨張弁55および周囲の熱を冷媒に移すための熱交換器56が介在されている。膨張弁55は、熱交換器56の出口側における冷媒ガスの温度の変動に応じて冷媒流量を制御する。
吐出室38へ吐出された冷媒ガスは吐出口52を通って外部冷媒回路53へ流出する。外部冷媒回路53へ流出した冷媒ガスは、吸入口51を通り吸入室37へ還流する。吐出室38と制御圧室16は給気通路57により連通している。リヤハウジング13には容量制御弁59が設けられており、容量制御弁59は給気通路57を通る冷媒ガスの流量を制御する。
本実施形態の駆動軸18には、軸心Pを中心に軸方向へ形成された通路60が形成されている。駆動軸18内部の通路60は、リヤハウジング13側の一端からフロントハウジング12側へ向けて形成されている。通路60のフロントハウジング12側の端部は、軸孔20において駆動軸18の軸方向において軸封装置21と回転支持体22との間に達している。図1に示すように、通路60のフロントハウジング12側の端部から、径方向に駆動軸18の外周まで至る孔61が形成され、孔61は軸孔20を介してオイル経路25と連通している。また、軸孔17における駆動軸18のシリンダブロック11側の端部とポート形成板40との間には、通路60と連通する連通空間62が形成されている。つまり、弁・ポート形成体39は、ピストン33と協働してシリンダボア32にて圧縮室34を区画するとともに、駆動軸18と協働して軸孔17にて連通空間62を区画する。また、通路60と孔61は、制御圧室16と連通空間62とを連通する軸内通路64を成している。
図2に示すように、連通空間62と吸入室37とは、弁・ポート形成体39に設けられた絞り通路50により連通されている。従って、制御圧室16と吸入室37は軸内通路64、連通空間62、絞り通路50により連通している。制御圧室16内の冷媒ガスは軸内通路64、連通空間62、絞り通路50を介して吸入室37へ流出する。従って、絞り通路50および連通空間62と、駆動軸18の軸内通路64は、抽気通路として機能し、容量制御弁59および給気通路57との協働により制御圧室16の圧力を制御する。なお、連通空間62は、シリンダブロック11に形成したオイル戻し通路58により制御圧室16と連通されている。従って、連通空間62に貯留されるオイルはオイル戻し通路58を通り制御圧室16へ流出する。なお、絞り通路50の詳細については後述する。
図2に示すように、本実施形態では、駆動軸18のシリンダブロック11側の端部は、外周径が小さく設定された小径軸部63が形成されている。駆動軸18の小径軸部63には、連通空間62に収容される筒状かつ漏斗状のオイルセパレータ65が取り付けられている。オイルセパレータ65は連通空間62に収容されていることから、抽気通路に配置されていると言える。オイルセパレータ65は、小径軸部63の外周面と嵌合する筒状の嵌合部66と、嵌合部66から先端側へ延在し、先端へ向かうほど内周面68の径が大きくなる拡開筒部67を備えている。つまり、拡開筒部67の内周面68は抽気通路の上流側から下流側へ向けて自身の内周径が拡大しつつ延在されている。
拡開筒部67の先端部とガスケット44との間には、僅かな間隙が形成されている。拡開筒部67の先端部とガスケット44とは、基本的に当接しない。オイルセパレータ65は、駆動軸18とともに回転することにより、軸内通路64からオイルセパレータ65を通る冷媒ガスに遠心力を作用させ、冷媒ガスに含まれるオイルおよび異物を拡開筒部67の内周面68に付着させて冷媒ガスから分離する機能を有する。つまり、オイルセパレータ65は、遠心分離式のオイルセパレータである。
ここで、絞り通路50について詳しく説明する。図2に示すように、絞り通路50は、ガスケット44に形成された第1絞り孔70と、ポート形成板40に形成された第2絞り孔71と、軸心P方向における第1絞り孔70と第2絞り孔71との間に形成された中継空間72と、を有する。図3(a)に示すように、ガスケット44は、吸入弁形成板41のシリンダブロック11側の面に積層され、シリンダブロック11と吸入弁形成板41との間に介在され、シリンダボア32からの冷媒漏れを規制する部材である。第1絞り孔70は、ガスケット44の中心に形成されている孔径の小さな円形の貫通孔である。また、ガスケット44には、シリンダボア32に対応する複数のボア対応孔73、通しボルト14を通す通孔74、給気通路57の一部を構成する給気孔75が形成されている。
第2絞り孔71はポート形成板40に形成されているが、図3(c)に示すように、ポート形成板40の中心から離れた位置に形成されている。本実施形態では、ポート形成板40が組み付けられた状態で上下方向において第1絞り孔70よりも高い位置となっている。第2絞り孔71の孔径は第1絞り孔70と同じである。また、ポート形成板40には、吸入ポート45を構成する孔76、吐出ポート46を構成する孔77、通しボルト14を通す通孔78、給気通路57の一部を構成する給気孔79が形成されている。
図2に示すように、中継空間72は、ガスケット44とポート形成板40との間に形成されている。図3(b)に示すように、吸入弁形成板41の中心には中継孔80が形成されている。中継空間72は、中継孔80がガスケット44およびポート形成板40に両側から挟まれることにより区画形成される(図2を参照)。中継孔80の孔径は、少なくとも、中継空間72が第2絞り孔71と連通するように設定されている。中継空間72が第1絞り孔70と第2絞り孔71との間に設けられることで、絞り通路50において2つの絞りが直列的に配列される直列絞りが構成される。このため、絞り通路を第1絞り孔70および第2絞り孔71と同径である単一の絞りとする場合と比較すると、第1絞り孔70および第2絞り孔71を過度に小径化することなく絞り通路50における圧力損失が増大される。吸入弁形成板41には、吸入弁47および中継孔80のほか、吐出ポート46に連通する孔81、通しボルト14を通す通孔82、給気通路57の一部を構成する給気孔83が形成されている。
図3(d)に示すように、吐出弁形成板42の中心には、円形孔84が形成されている。円形孔84の孔径は第2絞り孔71と連通するように設定されている。吐出弁形成板42には、吐出弁48および円形孔84のほか、吸入ポート45に連通する孔85、給気通路57の一部を構成する給気孔87が形成されている。リテーナ形成板43には、吐出弁形成板42の円形孔84と同径の円形孔88が形成されている(図2を参照)。
次に、本実施形態の圧縮機の作用について説明する。圧縮機が運転されると、冷媒ガスが外部冷媒回路53より吸入口51を通じて吸入室37に導入される。シリンダボア32内を往復動するピストン33が上死点位置から下死点位置へ移動する吸入行程では、吸入弁47が開弁され、このとき、吸入室37内の冷媒ガスは、吸入弁47の開弁時に吸入ポート45を通じて圧縮室34へ導入される。なお、吸入行程では、圧縮室34の圧力低下および吐出室38の圧力が高いことと相まって、吐出弁48は湾曲することなくポート形成板40に密着して吐出ポート46を閉じる。この後、ピストン33が下死点位置から上死点位置へ移動する圧縮行程では、圧縮室34の圧力が増大し、圧縮室34の冷媒ガスは圧縮される。
圧縮行程では、圧縮室34の圧力が上昇する。吐出行程では吐出弁48が湾曲して吐出ポート46を開き、圧縮室34の冷媒ガスは吐出ポート46を通じて吐出室38へ吐出される。同時に、圧縮室34の圧力上昇と吸入室37の圧力が低いことと相まって、吸入弁47はポート形成板40に密着して吸入ポート45を閉じる。ピストン33が上死点位置に達し、冷媒ガスが圧縮室34から吐出室38に吐出されて冷媒ガスの吐出が終了すると、吐出弁48はリテーナ49から離れて吐出ポート46を閉じる。そして、圧縮室34から吐出室38に吐出された冷媒ガスは吐出口52を通じて外部冷媒回路53へ導出される。外部冷媒回路53へ流出した冷媒ガスは、吸入口51を通り吸入室37へ還流する。
制御圧室16の圧力は、容量制御弁59の弁開度に応じて調節され、容量制御弁59の弁開度の増大により、給気通路57を通る冷媒ガスの流量が増大すると、制御圧室16内の圧力が高くなる。制御圧室16の圧力が高くなることにより、斜板26の傾斜角度が減少する。容量制御弁59の弁開度の減少により給気通路57を通る冷媒ガスの流量が減少すると、制御圧室16内の圧力が低くなる。制御圧室16の圧力が低くなることにより、斜板26の傾斜角度が増大する。制御圧室16内の冷媒ガスの圧力調節によりピストン33のストローク量が調節される。
ところで、制御圧室16の冷媒ガスは、駆動軸18の軸内通路64と、連通空間62、絞り通路50を通じて吸入室37へ流入する。制御圧室16の冷媒ガスは、軸内通路64を通過してオイルセパレータ65に達すると、駆動軸18とともに回転するオイルセパレータ65により遠心力を受ける。このとき、冷媒ガスに含まれる潤滑のためのオイルと摩耗粉等の異物は、遠心力により冷媒ガスから分離され、オイルセパレータ65の内周面68へ移動し、さらに、内周面68に沿ってオイルセパレータ65の先端へ向けて移動する。冷媒ガスから分離されたオイルおよび異物は、オイルセパレータ65の先端から離れ、連通空間62の底部に貯留される。
オイルセパレータ65によってオイルおよび異物が分離された冷媒ガスは、連通空間62から絞り通路50を通じて吸入室37へ流入する。連通空間62の冷媒ガスは、制御圧室16の圧力とほぼ同じ圧力であるが、第1絞り孔70を通過することで圧力損失を受け、中継空間72に流入する。中継空間72の冷媒はさらに第2絞り孔71を通過することでさらに圧力損失を受けて吸入室37へ流入する。
また、第2絞り孔71は、第1絞り孔70と同軸ではなく、第1絞り孔70よりも高い位置に設けられている。このため、冷媒ガスは、第1絞り孔70から中継空間72へ流入し、第1絞り孔70を通過したら、流れの向きを水平からほぼ直角となるように上向きに変えて、中継空間72を通過する。さらに、冷媒ガスは水平方向へ向けてほぼ直角に流れの向きを変えて第2絞り孔71を通過する。冷媒ガスの流れの向きが変わることでの圧力損失が発生する。このように、第1絞り孔70および第2絞り孔71の2つの絞りによる圧力損失の効果と、中継空間72における冷媒ガスの流れの曲がりによる圧力損失の効果によって、吸入室37に流入する冷媒ガスの流出量が抑制される。
図4は、絞り孔の孔径と吸入室37に流入する冷媒ガスの流量との関係を示すグラフ図であり、本実施形態を実線で示し、比較例を一点鎖線により示す。比較例は、単一の絞り孔による絞り通路とした例である。図4に示すように、本実施形態では、比較例と比較して冷媒ガスの流量は大幅に抑制されている。
本実施形態の圧縮機は以下の作用効果を奏する。
(1)制御圧室16における冷媒ガスは、軸内通路64および連通空間62を通り、弁・ポート形成体39における第1絞り孔70、中継空間72(中継孔80)および第2絞り孔71を通過して、吸入室37へ排出される。弁・ポート形成体39における第1絞り孔70、中継空間72(中継孔80)および第2絞り孔71は直列配置の複数の絞りを構成する。このため、弁・ポート形成体39に同径の単一の絞り孔を設ける場合と比較すると、冷媒ガスの圧力損失は増大し、吸入室37に流入される冷媒ガスの流量を低減できる。つまり、弁・ポート形成体39に同径の単一の絞り孔を設ける場合と比較すると、第1絞り孔70および第2絞り孔71を加工困難な孔径とする必要がない。従って、生産性低下および製造コストの増大を招くことなく、制御圧室16から吸入室37へ流入する冷媒ガスを可及的に少なくすることができる。
(2)駆動軸18の径方向において第1絞り孔70と第2絞り孔71は互いに異なる位置に設けられている。このため、冷媒ガスは、第1絞り孔70から第2絞り孔71へ至る間に直列配置の複数の絞りによる圧力損失の効果を受けるほか、第1絞り孔70と第2絞り孔71が互いに異なる位置に設けられることによって生じる流路の曲がりによる圧力損失の効果を受けることができる。その結果、冷媒ガスの圧力損失をより増大でき、吸入室37に流入する冷媒ガスの流量をさらに低減できる。
(3)第1絞り孔70は、ガスケット44に形成され、第2絞り孔71は、ポート形成板40に形成され、中継孔80は、吸入弁形成板41に形成されている。連通空間62になるべく近い位置に両方の絞りを設けることができるので、連通空間62ひいては制御圧室16から吸入室37へ流入する冷媒ガスを可及的に少なくすることができる。また、既存のガスケット、ポート形成板および吸入弁形成板を大幅に変更することなく、直列絞りを構成することができ、圧縮機の製作コストを抑制できる。
(4)第2絞り孔71は、上下方向において第1絞り孔70よりも高い位置に設けられている。このため、オイルセパレータ65により冷媒ガスから分離されたオイルが中継空間72(中継孔80)に流入したとしても、オイルの吸入室37へ流出を抑制できる。
(5)第1絞り孔70および第2絞り孔71を加工困難な孔径とする必要がないので、冷媒ガスやオイルに含まれる異物による第1絞り孔70および第2絞り孔71の目詰まりのおそれが殆どない。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る圧縮機について説明する。本実施形態では、ガスケットの構成が第1の実施形態と異なる。本実施形態では、第1の実施形態と同じ構成については、第1の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
図5に示すように、第3の実施形態に係る圧縮機では、連通空間62と吸入室37とは、弁・ポート形成体91に設けられた絞り通路92により連通されている。制御圧室16と吸入室37は、軸内通路64、連通空間62、絞り通路92により連通している。絞り通路92は、ガスケット93に形成された第1絞り孔94と、ポート形成板40に形成された第2絞り孔71と、軸心P方向における第1絞り孔94と第2絞り孔71との間に形成された中継空間95と、を有する。
ガスケット93は、第1絞り孔94の周囲を板面から一方へ隆起させたドーム状の隆起部96を備えている。隆起部96は、オイル規制部に相当し、冷媒ガスから分離されてガスケット93の板面に沿って流れるオイルの第1絞り孔94から中継空間95への流入を妨げる。ガスケット93における隆起部96の反対側には凹部97が形成されている。中継空間95は、ガスケット93、吸入弁形成板41、ポート形成板40により区画された空間である。ガスケット93に隆起部96が形成されていることで、中継空間95の容積が、第1の実施形態と比較すると、第1絞り孔94を駆動軸18の軸方向において第2部材としてのポート形成板40から離間させるように増大されている。隆起部96の一部は、オイルセパレータ65の内周面68と対向するが、隆起部96の直径および軸方向の長さは、オイルセパレータ65と干渉しないように設定されている。
本実施形態によれば、第1の実施形態の作用効果と同等の作用効果を奏する。また、オイルセパレータ65により冷媒ガスから分離されたオイルは、内周面68に沿って流れ、オイルセパレータ65からガスケット93へ向けて飛散する。ガスケット93に飛散したオイルは自重によりガスケット93の板面に沿って下降する。下降するオイルの殆どは隆起部96を乗り越えず、隆起部96の周囲を流れ、下方へ向かう。このため、第1絞り孔94から中継空間95への分離されたオイルの流入が抑制される。中継空間95へのオイルの流入が抑制されることで、オイルの吸入室37への流入を確実に抑制することができる。また、隆起部96はガスケット93の打ち抜きと同時に形成できるので生産性に優れる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態に係る圧縮機について説明する。本実施形態では、絞り通路の構成が第1の実施形態と異なる。本実施形態では、第1の実施形態と同じ構成については、第1の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
図6に示すように、第3の実施形態に係る圧縮機では、連通空間62と吸入室37とは、弁・ポート形成体101に設けられた絞り通路102により連通されている。制御圧室16と吸入室37は軸内通路64、連通空間62、絞り通路102により連通している。絞り通路102は、吸入弁形成板103に形成された第1絞り孔104と、吐出弁形成板105に形成された第2絞り孔106と、軸心P方向における第1絞り孔104と第2絞り孔106との間に形成された中継空間107と、を有する。
図6に示すように、中継空間107は、吸入弁形成板103と吐出弁形成板105との間に形成されている。ポート形成板108の中心には中継孔109が形成されており、中継空間107は、中継孔109が吸入弁形成板103および吐出弁形成板105に両側から挟まれることにより区画形成される。中継孔109の孔径は、少なくとも、中継空間107が第2絞り孔106と連通するように設定されている。ガスケット110には、円形孔111が形成されている。
本実施形態によれば、第1の実施形態の作用効果と同様に、生産性低下および製造コストの増大を招くことなく、制御圧室16から吸入室37へ流入する冷媒ガスを可及的に少なくすることができる。また、吸入弁形成板103に第1絞り孔104を設け、吐出弁形成板105に第2絞り孔106を設け、弁・ポート形成体101に絞り通路102を設けることができる。
なお、上記の実施形態は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
○ 上記の第1の実施形態では、駆動軸の径方向において第1絞り孔と第2絞り孔は互いに異なる位置に設けられているとしたが、この限りではない。例えば、図7(a)に示すように、第1絞り孔70と第2絞り孔71は駆動軸18の径方向において互いに同じ位置、すなわち、同軸状となるように配置されてもよい。また、第2、第3の実施形態の第1絞り孔、第2絞り孔も同様に同軸状となるように配置してもよい。
○ 上記の第1、第2の実施形態では、第1絞り孔と第2絞り孔の孔径を同じとしたが、これに限定されない。例えば、図7(b)に示すように、第1絞り孔70と第2絞り孔71を互いに異なるようにしてもよい。なお、第1絞り孔70の孔径を第2絞り孔71の孔径より大きくしてもよく、あるいは、第1絞り孔70の孔径を第2絞り孔71の孔径より小さくしてもよい。
○ 上記の第2の実施形態では、ガスケットに隆起部を設けることで、オイルの第1絞り孔から中継孔へ進入を妨げるようにしたが、これに限定されない。例えば、図7(c)のように、ガスケット44の第1絞り孔70の少なくとも上方にオイルの第1絞り孔70への流入を妨げる庇状の突出部44Aを設けてもよい。突出部44Aは、第1絞り孔70よりも上方に設けられ、オイルセパレータが分離したオイルの第1絞り孔70から中継空間72への流入を規制するオイル規制部に相当する。
○ 上記の第2の実施形態では、隆起部を設けることで、中継空間をより拡張するようにしたがこれに限定されない。例えば、図7(d)に示すように、隆起部を設けることに代えて、中継空間72を形成するポート形成板40の表面に凹部40Aを設けるようにして、中継空間72をより拡張するようにしてもよい。
○ 上記の第3の実施形態では、吸入弁形成板に第1絞り孔を設け、第2部材としての吐出弁形成板に第2絞り孔を設け、吸入弁形成板と吐出弁形成板との間に中継孔が形成されたが、これに限定されない。例えば、ポート形成板に第1絞り孔を設け、リテーナ形成板に第2絞り孔を設け、ポート形成板とリテーナ形成板との間に中継空間(中継孔)を形成してもよい。つまり、第1絞り孔と第2絞り孔と中継空間(中継孔)は、ガスケットと吸入弁形成板とポート形成板と吐出弁形成板とリテーナ形成板のうち3つに、それぞれ個別に形成されている。
○ 上記の第1~第3の実施形態では、連通空間にオイルセパレータが収容されたが、これに限らない。オイルセパレータは必須の構成ではなく、例えば、連通空間にオイルセパレータを収容しなくてもよい。
11 シリンダブロック
12 フロントハウジング
13 リヤハウジング
16 制御圧室
17 軸孔
18 駆動軸
26 斜板
32 シリンダボア
33 ピストン
34 圧縮室
37 吸入室
38 吐出室
39、91、101 弁・ポート形成体
40、108 ポート形成板
41、103 吸入弁形成板(吸入弁)
42、105 吐出弁形成板(吐出弁)
43 リテーナ形成板
44、93、110 ガスケット
45 吸入ポート
46 吐出ポート
47 吸入弁
48 吐出弁
49 リテーナ
50、92、102 絞り通路
60 通路
64 軸内通路
62 連通空間
65 オイルセパレータ
70、94、104 第1絞り孔
71、106 第2絞り孔
72、95、107 中継空間
96 隆起部
P 軸心

Claims (5)

  1. 軸孔と複数のシリンダボアを有するシリンダブロックと、
    前記軸孔に回転自在に支持された駆動軸と、
    前記駆動軸と一体回転するとともに、前記駆動軸に対して傾動可能な斜板と、
    前記シリンダブロックの一端に連結され、前記シリンダブロックと協働して前記斜板が収容される制御圧室を区画するフロントハウジングと、
    前記シリンダブロックの他端に弁・ポート形成体を介して連結され、前記弁・ポート形成体と協働して吐出室および吸入室を区画するリヤハウジングと、
    前記シリンダボア内に摺動自在に収容され、前記斜板の回転運動を受けて、前記シリンダボア内を往復動するピストンと、を備え、
    前記弁・ポート形成体は、前記ピストンと協働して前記シリンダボアにて圧縮室を区画するとともに、前記駆動軸と協働して前記軸孔にて連通空間を区画し、
    前記駆動軸内には、前記制御圧室と前記連通空間とを連通する軸内通路が形成され、
    前記弁・ポート形成体は、
    前記吸入室と前記圧縮室とを連通する吸入ポートおよび前記吐出室と前記圧縮室とを連通する吐出ポートが形成されたポート形成板と、
    前記ポート形成板の前記リヤハウジング側の面に積層され、前記吐出ポートを開閉する吐出弁が形成された吐出弁形成板と、
    前記吐出弁形成板の前記リヤハウジング側の面に積層され、前記吐出弁の開度を規制するリテーナが形成されたリテーナ形成板と、
    前記ポート形成板の前記シリンダブロック側の面に積層され、前記吸入ポートを開閉する吸入弁が形成された吸入弁形成板と、
    前記吸入弁形成板の前記シリンダブロック側の面に積層されたガスケットと、を備え、
    前記制御圧室内の冷媒ガスの圧力調節により前記ピストンのストローク量が調節される可変容量型斜板式圧縮機において、
    前記弁・ポート形成体は、
    前記連通空間と連通する第1絞り孔と、
    前記吸入室と連通する第2絞り孔と、
    前記第1絞り孔と前記第2絞り孔とを連通し、前記第1絞り孔および前記第2絞り孔よりも大きな内部空間を有する中継孔と、を有し、
    前記第1絞り孔と前記第2絞り孔と前記中継孔は、前記ガスケットと前記吸入弁形成板と前記ポート形成板と前記吐出弁形成板と前記リテーナ形成板のうち3つに、それぞれ個別に形成されていることを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。
  2. 前記駆動軸の径方向において前記第1絞り孔と前記第2絞り孔は互いに異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項1記載の可変容量型斜板式圧縮機。
  3. 前記第1絞り孔は前記ガスケットに形成され、
    前記連通空間に収容されるとともに、内部が前記軸内通路と繋がるように前記駆動軸の端部に設けられた筒状のオイルセパレータと、
    前記ガスケットに設けられ、前記オイルセパレータにより前記冷媒ガスから遠心分離されたオイルの前記第1絞り孔から前記中継孔への流入を規制するオイル規制部と、を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の可変容量型斜板式圧縮機。
  4. 前記オイル規制部は、前記第1絞り孔を前記駆動軸の軸方向において前記第2絞り孔から離間させるように隆起された隆起部であることを特徴とする請求項3記載の可変容量型斜板式圧縮機。
  5. 前記第1絞り孔は、前記ガスケットに形成され、
    前記第2絞り孔は、前記ポート形成板に形成され、
    前記中継孔は、前記吸入弁形成板に形成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項記載の可変容量型斜板式圧縮機。
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