JP3079741B2 - ピストン型圧縮機における冷媒ガス吸入構造 - Google Patents
ピストン型圧縮機における冷媒ガス吸入構造Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転軸の周囲に配列さ
れた複数のシリンダボア内にピストンを収容すると共
に、回転軸の回転に連動してピストンを往復動させるピ
ストン型圧縮機における冷媒ガス吸入構造に関するもの
である。
れた複数のシリンダボア内にピストンを収容すると共
に、回転軸の回転に連動してピストンを往復動させるピ
ストン型圧縮機における冷媒ガス吸入構造に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のピストン型圧縮機では、ピストン
によってシリンダボア内に区画される圧縮室と吸入室と
の間の吸入ポートが圧縮室内のフラッパ弁によって開閉
されるようになっている。吸入室内の冷媒ガスは上死点
側から下死点側へ移動するピストンの吸入動作によって
フラッパ弁を押し開いて圧縮室へ流入する。ピストンが
下死点側から上死点側へ移動する吐出行程ではフラッパ
弁が吸入ポートを閉じ、圧縮室内の冷媒ガスが吐出ポー
トから吐出室へ吐出される。
によってシリンダボア内に区画される圧縮室と吸入室と
の間の吸入ポートが圧縮室内のフラッパ弁によって開閉
されるようになっている。吸入室内の冷媒ガスは上死点
側から下死点側へ移動するピストンの吸入動作によって
フラッパ弁を押し開いて圧縮室へ流入する。ピストンが
下死点側から上死点側へ移動する吐出行程ではフラッパ
弁が吸入ポートを閉じ、圧縮室内の冷媒ガスが吐出ポー
トから吐出室へ吐出される。
【０００３】フラッパ弁の開閉動作は圧縮室と吸入室と
の間の圧力差に基づくものであり、吸入室の圧力が圧縮
室の圧力よりも高ければフラッパ弁は撓み変形して吸入
ポートを開く。吸入室の圧力が圧縮室の圧力よりも高く
なるのは上死点側から下死点側へ移動するピストンの吸
入動作時である。
の間の圧力差に基づくものであり、吸入室の圧力が圧縮
室の圧力よりも高ければフラッパ弁は撓み変形して吸入
ポートを開く。吸入室の圧力が圧縮室の圧力よりも高く
なるのは上死点側から下死点側へ移動するピストンの吸
入動作時である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】弾性変形であるフラッ
パ弁の撓み変形は弾性抵抗として作用し、吸入室の圧力
が圧縮室の圧力をある程度上回らなければフラッパ弁は
開放しない。即ち、フラッパ弁の開放が遅れる。圧縮機
内の潤滑を行なうために冷媒ガス中には潤滑油が混入さ
れており、この潤滑油が冷媒ガスと共に圧縮機内の必要
な潤滑部位に送りこまれる。この潤滑油は冷媒ガスの流
通領域ならばどこへでも入り込み可能であり、吸入ポー
トを閉じているフラッパ弁とその密接面との間にも潤滑
油が付着する。この付着潤滑油は前記密接面とフラッパ
弁との間の密着力を高め、フラッパ弁の撓み変形開始が
一層遅れる。このような変形開始遅れは圧縮室への冷媒
ガス流入量の低下、即ち体積効率の低下をもたらす。
又、フラッパ弁が開いている場合にもフラッパ弁の弾性
抵抗が吸入抵抗として作用し、冷媒ガス流入量が低下す
る。
パ弁の撓み変形は弾性抵抗として作用し、吸入室の圧力
が圧縮室の圧力をある程度上回らなければフラッパ弁は
開放しない。即ち、フラッパ弁の開放が遅れる。圧縮機
内の潤滑を行なうために冷媒ガス中には潤滑油が混入さ
れており、この潤滑油が冷媒ガスと共に圧縮機内の必要
な潤滑部位に送りこまれる。この潤滑油は冷媒ガスの流
通領域ならばどこへでも入り込み可能であり、吸入ポー
トを閉じているフラッパ弁とその密接面との間にも潤滑
油が付着する。この付着潤滑油は前記密接面とフラッパ
弁との間の密着力を高め、フラッパ弁の撓み変形開始が
一層遅れる。このような変形開始遅れは圧縮室への冷媒
ガス流入量の低下、即ち体積効率の低下をもたらす。
又、フラッパ弁が開いている場合にもフラッパ弁の弾性
抵抗が吸入抵抗として作用し、冷媒ガス流入量が低下す
る。
【０００５】さらに外部冷媒回路から吸入室に流入した
冷媒ガスが圧縮機自体の発生熱によって膨張し、吸入室
内の冷媒ガスの密度が低下する。通常、吸入室は吐出室
と隣接しており、吸入室の冷媒ガスは高温ガスの存在領
域である吐出室の熱によって膨張する。圧縮室へ流入す
る前の冷媒ガスの密度低下は圧縮室における実質的な圧
縮容量の低下、即ち体積効率の低下に繋がる。
冷媒ガスが圧縮機自体の発生熱によって膨張し、吸入室
内の冷媒ガスの密度が低下する。通常、吸入室は吐出室
と隣接しており、吸入室の冷媒ガスは高温ガスの存在領
域である吐出室の熱によって膨張する。圧縮室へ流入す
る前の冷媒ガスの密度低下は圧縮室における実質的な圧
縮容量の低下、即ち体積効率の低下に繋がる。
【０００６】従来のピストン型圧縮機における体積効率
は最良で７０％程度であり、フラッパ弁を用いる限りこ
の体積効率が限度である。本発明はこの体積効率をさら
に高めることを目的とする。
は最良で７０％程度であり、フラッパ弁を用いる限りこ
の体積効率が限度である。本発明はこの体積効率をさら
に高めることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
ピストンによってシリンダボア内に区画される圧縮室に
冷媒ガスを導入するための吸入通路をロータリバルブ上
に形成し、ピストンの往復動に同期して前記圧縮室と前
記吸入通路とを順次連通するように前記ロータリバルブ
を設け、圧縮室と前記吸入通路との連通終了タイミング
をこの圧縮室におけるピストンの下死点配置タイミング
よりも遅らせた。
ピストンによってシリンダボア内に区画される圧縮室に
冷媒ガスを導入するための吸入通路をロータリバルブ上
に形成し、ピストンの往復動に同期して前記圧縮室と前
記吸入通路とを順次連通するように前記ロータリバルブ
を設け、圧縮室と前記吸入通路との連通終了タイミング
をこの圧縮室におけるピストンの下死点配置タイミング
よりも遅らせた。
【０００８】
【作用】ロータリバルブ上の吸入通路はロータリバルブ
の回転に伴って複数の圧縮室に順次連通する。吸入通路
と圧縮室とが連通しているときにピストンが下死点側へ
向かい、圧縮室の圧力が吸入通路の圧力（吸入圧）以下
まで低下してゆく。吸入通路の冷媒ガスが圧縮室へ流入
する。フラッパ弁の場合とは異なり、吸入通路は予め決
められたタイミングで圧縮室に連通する。
の回転に伴って複数の圧縮室に順次連通する。吸入通路
と圧縮室とが連通しているときにピストンが下死点側へ
向かい、圧縮室の圧力が吸入通路の圧力（吸入圧）以下
まで低下してゆく。吸入通路の冷媒ガスが圧縮室へ流入
する。フラッパ弁の場合とは異なり、吸入通路は予め決
められたタイミングで圧縮室に連通する。
【０００９】ピストンが下死点に配置された時点では圧
縮室内は吸入冷媒ガスの圧力よりも低い圧力となってお
り、圧縮室への冷媒ガス流入がピストンの下死点配置タ
イミング以後も可能である。圧縮室と吸入通路との連通
終了タイミングがピストンの下死点配置タイミングより
も遅らせてあるので、圧縮室への冷媒ガス流入はピスト
ンの下死点配置タイミング以後も続く。
縮室内は吸入冷媒ガスの圧力よりも低い圧力となってお
り、圧縮室への冷媒ガス流入がピストンの下死点配置タ
イミング以後も可能である。圧縮室と吸入通路との連通
終了タイミングがピストンの下死点配置タイミングより
も遅らせてあるので、圧縮室への冷媒ガス流入はピスト
ンの下死点配置タイミング以後も続く。
【００１０】
【実施例】以下、自動車用空調装置に用いた可変容量型
の揺動斜板式圧縮機に本発明を具体化した一実施例を第
１，２図に基づいて説明する。
の揺動斜板式圧縮機に本発明を具体化した一実施例を第
１，２図に基づいて説明する。
【００１１】シリンダブロック１の前後にはフロントハ
ウジング２及びリヤハウジング３が接合固定されてお
り、シリンダブロック１及びフロントハウジング２に回
転可能に支持された回転軸４には回転支持体５が止着さ
れている。回転支持体５には回転駆動体６がアーム５ａ
上の長孔５ｂとピン７との係合により傾斜角可変に連結
支持されている。回転駆動体６は回転軸４上のガイドス
リーブ８の左右両側に突設された軸ピン８ａにより揺動
可能に支持されており、回転駆動体６上には揺動斜板９
が相対回転可能に支持されている。
ウジング２及びリヤハウジング３が接合固定されてお
り、シリンダブロック１及びフロントハウジング２に回
転可能に支持された回転軸４には回転支持体５が止着さ
れている。回転支持体５には回転駆動体６がアーム５ａ
上の長孔５ｂとピン７との係合により傾斜角可変に連結
支持されている。回転駆動体６は回転軸４上のガイドス
リーブ８の左右両側に突設された軸ピン８ａにより揺動
可能に支持されており、回転駆動体６上には揺動斜板９
が相対回転可能に支持されている。
【００１２】シリンダブロック１には複数のシリンダボ
ア１ａ（本実施例では６つ）が回転軸４の軸方向に貫設
されており、回転軸４の周囲に等間隔角度位置に配列さ
れている。シリンダボア１ａ内にはピストン１０Ａ1 ，
１０Ａ2 ，１０Ａ3 ，１０Ａ 4 ，１０Ａ5 ，１０Ａ6 が
収容されている。各ピストン１０Ａj （ｊ＝１〜６）は
ピストンロッド１０ａを介して揺動斜板９に連結されて
いる。回転軸４の回転運動は回転支持体５及び回転駆動
体６を介して揺動斜板９の前後往復揺動に変換され、ピ
ストン１０Ａj がシリンダボア１ａ内を前後動する。
ア１ａ（本実施例では６つ）が回転軸４の軸方向に貫設
されており、回転軸４の周囲に等間隔角度位置に配列さ
れている。シリンダボア１ａ内にはピストン１０Ａ1 ，
１０Ａ2 ，１０Ａ3 ，１０Ａ 4 ，１０Ａ5 ，１０Ａ6 が
収容されている。各ピストン１０Ａj （ｊ＝１〜６）は
ピストンロッド１０ａを介して揺動斜板９に連結されて
いる。回転軸４の回転運動は回転支持体５及び回転駆動
体６を介して揺動斜板９の前後往復揺動に変換され、ピ
ストン１０Ａj がシリンダボア１ａ内を前後動する。
【００１３】シリンダブロック１とリヤハウジング３と
の間にはバルブプレート１１、弁形成プレート１２及び
リテーナ形成プレート１３が挟まれており、リヤハウジ
ング３内には吐出室３ａが形成されている。ピストン１
０Ａj によって各シリンダボア１ａ内に区画される圧縮
室Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ，Ｐ5 ，Ｐ6 はバルブプレー
ト１１によって吐出室３ａから区画され、バルブプレー
ト１１上には吐出ポート１１ａが圧縮室Ｐｊに連通する
ように形成されている。弁形成プレート１２上にはフラ
ッパ弁型の吐出弁１２ａが形成されており、リテーナ形
成プレート１３上にはリテーナ１３ａが形成されてい
る。吐出弁１２ａは吐出室３ａ側で吐出ポート１１ａを
開閉し、リテーナ１３ａは吐出弁１２ａの撓み変形量を
規制する。
の間にはバルブプレート１１、弁形成プレート１２及び
リテーナ形成プレート１３が挟まれており、リヤハウジ
ング３内には吐出室３ａが形成されている。ピストン１
０Ａj によって各シリンダボア１ａ内に区画される圧縮
室Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ，Ｐ5 ，Ｐ6 はバルブプレー
ト１１によって吐出室３ａから区画され、バルブプレー
ト１１上には吐出ポート１１ａが圧縮室Ｐｊに連通する
ように形成されている。弁形成プレート１２上にはフラ
ッパ弁型の吐出弁１２ａが形成されており、リテーナ形
成プレート１３上にはリテーナ１３ａが形成されてい
る。吐出弁１２ａは吐出室３ａ側で吐出ポート１１ａを
開閉し、リテーナ１３ａは吐出弁１２ａの撓み変形量を
規制する。
【００１４】シリンダブロック１及びリヤハウジング３
の対向端面中心部には収容凹部１ｂ，３ｂが形成されて
おり、回転軸４の端部が収容凹部１ｂ内に突出してい
る。両収容凹部１ｂ，３ｂは回転軸４の軸方向に軸芯を
持つ円柱形状の収容室を構成し、収容室１ｂ，３ｂ内に
はロータリバルブ１４が回転可能に収容されている。収
容凹部３ｂの底面とロータリバルブ１４の端面との間に
はスラストベアリング１５が介在されており、収容凹部
１ｂ側のロータリバルブ１４の端面にはカップリング１
６が嵌入固定されている。収容凹部１ｂ内に突出する回
転軸４の突出端部４ａとカップリング１６とは相対回転
不能に嵌合しており、ロータリバルブ１４は回転軸４と
一体的に収容室１ｂ，３ｂ内で図２の矢印Ｒ方向に回転
する。スラストベアリング１５はロータリバルブ１４に
対するスラスト荷重を受け止める。
の対向端面中心部には収容凹部１ｂ，３ｂが形成されて
おり、回転軸４の端部が収容凹部１ｂ内に突出してい
る。両収容凹部１ｂ，３ｂは回転軸４の軸方向に軸芯を
持つ円柱形状の収容室を構成し、収容室１ｂ，３ｂ内に
はロータリバルブ１４が回転可能に収容されている。収
容凹部３ｂの底面とロータリバルブ１４の端面との間に
はスラストベアリング１５が介在されており、収容凹部
１ｂ側のロータリバルブ１４の端面にはカップリング１
６が嵌入固定されている。収容凹部１ｂ内に突出する回
転軸４の突出端部４ａとカップリング１６とは相対回転
不能に嵌合しており、ロータリバルブ１４は回転軸４と
一体的に収容室１ｂ，３ｂ内で図２の矢印Ｒ方向に回転
する。スラストベアリング１５はロータリバルブ１４に
対するスラスト荷重を受け止める。
【００１５】ロータリバルブ１４には吸入通路１７が収
容凹部３ｂ側の端面から周面にかけて貫設されている。
リヤハウジング３の中心部には導入口３ｃが収容凹部３
ｂに接続するように形成されており、吸入通路１７の入
口１７ａが導入口３ｃに連通している。
容凹部３ｂ側の端面から周面にかけて貫設されている。
リヤハウジング３の中心部には導入口３ｃが収容凹部３
ｂに接続するように形成されており、吸入通路１７の入
口１７ａが導入口３ｃに連通している。
【００１６】収容凹部１ｂの周面には圧縮室Ｐ1 〜Ｐ6
と同数の吸入ポート１ｃ1 ，１ｃ2，１ｃ3 ，１ｃ4 ，
１ｃ5 ，１ｃ6 が等間隔角度位置に配列形成されてい
る。吸入ポート１ｃj と圧縮室Ｐj （ｊ＝１〜６）とは
１対１で常に連通しており、吸入工程にある各吸入ポー
ト１ｃj は吸入通路１７の出口１７ｂの周回領域に接続
している。出口１７ｂの始端１７ｂ1 から終端１７ｂ2
に到るロータリバルブ１４の回転軸線を中心とした角度
Ｗは１８０°よりも大きくしてある。
と同数の吸入ポート１ｃ1 ，１ｃ2，１ｃ3 ，１ｃ4 ，
１ｃ5 ，１ｃ6 が等間隔角度位置に配列形成されてい
る。吸入ポート１ｃj と圧縮室Ｐj （ｊ＝１〜６）とは
１対１で常に連通しており、吸入工程にある各吸入ポー
ト１ｃj は吸入通路１７の出口１７ｂの周回領域に接続
している。出口１７ｂの始端１７ｂ1 から終端１７ｂ2
に到るロータリバルブ１４の回転軸線を中心とした角度
Ｗは１８０°よりも大きくしてある。
【００１７】図１及び図２に示す状態ではピストン１０
Ａ1 は上死点位置にあり、１８０°の回転対称位置にあ
るピストン１０Ａ4 は下死点位置にある。このようなピ
ストン配置状態のとき、吸入通路１７の出口１７ｂの始
端１７ｂ1 は吸入ポート１ｃ 1 の縁にかかっており、終
端１７ｂ2 は吸入ポート１ｃ4 の手前にある。即ち、ピ
ストン１０Ａ1 が上死点位置から下死点位置に向かう吸
入行程に入った時には吸入通路１７は圧縮室Ｐ1 に連通
し、導入口３ｃから供給される冷媒ガスがロータリバル
ブ１４内の吸入通路１７を経由して圧縮室Ｐ1 に吸入さ
れる。
Ａ1 は上死点位置にあり、１８０°の回転対称位置にあ
るピストン１０Ａ4 は下死点位置にある。このようなピ
ストン配置状態のとき、吸入通路１７の出口１７ｂの始
端１７ｂ1 は吸入ポート１ｃ 1 の縁にかかっており、終
端１７ｂ2 は吸入ポート１ｃ4 の手前にある。即ち、ピ
ストン１０Ａ1 が上死点位置から下死点位置に向かう吸
入行程に入った時には吸入通路１７は圧縮室Ｐ1 に連通
し、導入口３ｃから供給される冷媒ガスがロータリバル
ブ１４内の吸入通路１７を経由して圧縮室Ｐ1 に吸入さ
れる。
【００１８】一方、ピストン１０Ａ4 が下死点位置から
上死点位置に向かう圧縮行程に入った時にも吸入通路１
７は圧縮室Ｐ4 に連通しており、終端１７ｂ2 が図２に
示す位置から角度Ｗｘ周回すると吸入通路１７と圧縮室
Ｐ4 との連通が遮断される。即ち、ピストン１０Ａ4 が
下死点位置に配置された後、回転軸４が角度Ｗｘだけ回
転する間にも圧縮室Ｐ4 と吸入通路１７とは連通してお
り、圧縮室Ｐ4 と吸入通路１７との連通終了タイミング
が圧縮室Ｐ4 におけるピストン１０Ａ4 の下死点配置タ
イミングよりも回転角度Ｗｘ遅らされている。
上死点位置に向かう圧縮行程に入った時にも吸入通路１
７は圧縮室Ｐ4 に連通しており、終端１７ｂ2 が図２に
示す位置から角度Ｗｘ周回すると吸入通路１７と圧縮室
Ｐ4 との連通が遮断される。即ち、ピストン１０Ａ4 が
下死点位置に配置された後、回転軸４が角度Ｗｘだけ回
転する間にも圧縮室Ｐ4 と吸入通路１７とは連通してお
り、圧縮室Ｐ4 と吸入通路１７との連通終了タイミング
が圧縮室Ｐ4 におけるピストン１０Ａ4 の下死点配置タ
イミングよりも回転角度Ｗｘ遅らされている。
【００１９】図３のグラフの曲線Ｄ1 は吸入ポート１ｃ
4 に対するロータリバルブ１４の弁開度曲線を表す。即
ち、回転角度θ＝０°，３６０°はピストン１０Ａ4 が
上死点位置にあるときの回転軸４の回転角度位置として
設定してあり、θ＝１８０°はピストン１０Ａ4 が下死
点位置にあるときの回転軸４の回転角度位置となってい
る。
4 に対するロータリバルブ１４の弁開度曲線を表す。即
ち、回転角度θ＝０°，３６０°はピストン１０Ａ4 が
上死点位置にあるときの回転軸４の回転角度位置として
設定してあり、θ＝１８０°はピストン１０Ａ4 が下死
点位置にあるときの回転軸４の回転角度位置となってい
る。
【００２０】図３の曲線Ｃ1 は圧縮室Ｐ4 内の圧力曲線
を表す。このときの吸入圧は２kg/cm2、設定吐出圧は１
５kg/cm2である。吸入圧は外部冷媒回路からロータリバ
ルブ１４内の吸入通路１７に到る経路上の吸入圧であ
る。曲線Ｃ1 から明らかなように圧縮室Ｐ4 内の圧力は
吸入行程に入ってからある程度の回転角度後に吸入圧以
下となる。圧縮室Ｐ4 内の圧力が吸入行程開始時から吸
入圧まで低下するのにある程度時間が掛かるのは圧縮室
Ｐ4 内の残留ガスが再膨張するためである。圧縮室Ｐ4
内の圧力が吸入圧以下になると、圧縮室Ｐ4 内の圧力が
吸入通路１７内の圧力以下となり、この差圧によって吸
入通路１７内の冷媒ガスが圧縮室Ｐ4 へ流入する。即
ち、曲線Ｃ1 と吸入圧線Ｌとの交点に対応する回転角度
θ＝（α，β）の範囲内で冷媒ガスが圧縮室Ｐ4 へ流入
する。αは前記残留ガスの再膨張が終了する角度であ
り、βは１８０°＋Ｗｘに等しい。
を表す。このときの吸入圧は２kg/cm2、設定吐出圧は１
５kg/cm2である。吸入圧は外部冷媒回路からロータリバ
ルブ１４内の吸入通路１７に到る経路上の吸入圧であ
る。曲線Ｃ1 から明らかなように圧縮室Ｐ4 内の圧力は
吸入行程に入ってからある程度の回転角度後に吸入圧以
下となる。圧縮室Ｐ4 内の圧力が吸入行程開始時から吸
入圧まで低下するのにある程度時間が掛かるのは圧縮室
Ｐ4 内の残留ガスが再膨張するためである。圧縮室Ｐ4
内の圧力が吸入圧以下になると、圧縮室Ｐ4 内の圧力が
吸入通路１７内の圧力以下となり、この差圧によって吸
入通路１７内の冷媒ガスが圧縮室Ｐ4 へ流入する。即
ち、曲線Ｃ1 と吸入圧線Ｌとの交点に対応する回転角度
θ＝（α，β）の範囲内で冷媒ガスが圧縮室Ｐ4 へ流入
する。αは前記残留ガスの再膨張が終了する角度であ
り、βは１８０°＋Ｗｘに等しい。
【００２１】圧縮室Ｐ4 内の圧力は吸入圧よりも低圧で
あり、この低圧状態から吸入圧まで上昇するにはある程
度の時間が掛かる。この時間を回転角度でＷ0 と表した
場合、ＷｘはＷ0 以下、かつ０°よりも大きい値に設定
されている。従って、圧縮室Ｐ4 への冷媒ガス流入は回
転角度θ＝１８０°以後もθ＝１８０°＋Ｗｘまで行わ
れる。このような冷媒ガス吸入は他の圧縮室Ｐ1 〜
Ｐ3 ，Ｐ5 ，Ｐ6 においても同様に行われる。
あり、この低圧状態から吸入圧まで上昇するにはある程
度の時間が掛かる。この時間を回転角度でＷ0 と表した
場合、ＷｘはＷ0 以下、かつ０°よりも大きい値に設定
されている。従って、圧縮室Ｐ4 への冷媒ガス流入は回
転角度θ＝１８０°以後もθ＝１８０°＋Ｗｘまで行わ
れる。このような冷媒ガス吸入は他の圧縮室Ｐ1 〜
Ｐ3 ，Ｐ5 ，Ｐ6 においても同様に行われる。
【００２２】圧縮室Ｐj 内へ吸入された冷媒ガスはピス
トンが下死点位置から上死点位置に向かう吐出動作によ
って圧縮されつつ吐出室３ａへ吐出されるが、クランク
室２ａ内の圧力と圧縮室Ｐj 内の吸入圧とのピストンを
介した差圧に応じてピストンのストロークが変わり、圧
縮容量を左右する揺動斜板９の傾斜角が変化する。クラ
ンク室２ａ内の圧力は、吐出圧領域の冷媒ガスをクラン
ク室２ａへ供給すると共に、図示しない制御弁機構によ
ってクランク室２ａ内の冷媒ガスを吸入圧領域へ放出制
御することによって行われる。
トンが下死点位置から上死点位置に向かう吐出動作によ
って圧縮されつつ吐出室３ａへ吐出されるが、クランク
室２ａ内の圧力と圧縮室Ｐj 内の吸入圧とのピストンを
介した差圧に応じてピストンのストロークが変わり、圧
縮容量を左右する揺動斜板９の傾斜角が変化する。クラ
ンク室２ａ内の圧力は、吐出圧領域の冷媒ガスをクラン
ク室２ａへ供給すると共に、図示しない制御弁機構によ
ってクランク室２ａ内の冷媒ガスを吸入圧領域へ放出制
御することによって行われる。
【００２３】図３の仮想曲線Ｄ2 は仮にＷｘ＝０°とし
た場合の吸入ポート１ｃ4 に対する吸入通路１７の弁開
度曲線を表し、仮想曲線Ｃ2 はＷｘ＝０°とした場合の
圧力曲線である。フラッパ弁型の吸入弁を用いた場合に
は圧縮室Ｐ4 への冷媒ガス流入は圧縮室Ｐ4 内の圧力が
吸入圧になったときに止まる。従って、フラッパ弁型の
吸入弁を用いた場合の圧縮室Ｐ4 への冷媒ガス流入は回
転角度θ＝１８０°＋Ｗ0 で止まる。
た場合の吸入ポート１ｃ4 に対する吸入通路１７の弁開
度曲線を表し、仮想曲線Ｃ2 はＷｘ＝０°とした場合の
圧力曲線である。フラッパ弁型の吸入弁を用いた場合に
は圧縮室Ｐ4 への冷媒ガス流入は圧縮室Ｐ4 内の圧力が
吸入圧になったときに止まる。従って、フラッパ弁型の
吸入弁を用いた場合の圧縮室Ｐ4 への冷媒ガス流入は回
転角度θ＝１８０°＋Ｗ0 で止まる。
【００２４】図４の曲線Ｅ1 は圧縮室Ｐ4 と吸入通路１
７との連通終了タイミングがピストン１０Ａ4 の下死点
配置タイミング１８０°よりも角度Ｗｘ＝Ｗ1 （＜
Ｗ0 ）だけ遅れる場合の体積効率を表す。仮想曲線Ｅ2
は圧縮室Ｐ4 と吸入通路１７との連通終了タイミングが
ピストン１０Ａ4 の下死点配置タイミング１８０°に一
致する場合（Ｗｘ＝０°）の体積効率を表す。又、仮想
曲線Ｅ3 は従来のフラッパ弁型の吸入弁を用いた場合の
体積効率を表す。横軸は回転数ｎを表し、回転数ｎ 0 は
自動車搭載の空調装置に用いた場合のエンジンアイドリ
ング回転数に対応する。縦軸は体積効率ηを表す。
７との連通終了タイミングがピストン１０Ａ4 の下死点
配置タイミング１８０°よりも角度Ｗｘ＝Ｗ1 （＜
Ｗ0 ）だけ遅れる場合の体積効率を表す。仮想曲線Ｅ2
は圧縮室Ｐ4 と吸入通路１７との連通終了タイミングが
ピストン１０Ａ4 の下死点配置タイミング１８０°に一
致する場合（Ｗｘ＝０°）の体積効率を表す。又、仮想
曲線Ｅ3 は従来のフラッパ弁型の吸入弁を用いた場合の
体積効率を表す。横軸は回転数ｎを表し、回転数ｎ 0 は
自動車搭載の空調装置に用いた場合のエンジンアイドリ
ング回転数に対応する。縦軸は体積効率ηを表す。
【００２５】曲線Ｅ1 の場合の体積効率ηの最大値η0
は回転数ｎ0 の場合である。即ち、本実施例では体積効
率ηが自動車のエンジンアイドリング状態のときに最大
となるように角度Ｗｘが設定されており、曲線Ｅ1 は回
転数ｎ0 を頂点とする上に凸の曲線となる。
は回転数ｎ0 の場合である。即ち、本実施例では体積効
率ηが自動車のエンジンアイドリング状態のときに最大
となるように角度Ｗｘが設定されており、曲線Ｅ1 は回
転数ｎ0 を頂点とする上に凸の曲線となる。
【００２６】曲線Ｅ2 は回転数ｎの増大につれて右下が
りとなり、回転数ｎが増大するにつれて体積効率ηが低
下してゆく。曲線Ｅ3 の場合の体積効率の最大値はエン
ジンアイドリング状態の付近であり、エンジン回転数が
最低付近で冷房効率が最大となる。エンジン回転数との
関係におけるこのような冷房効率は車室内の冷房の上で
最も都合が良い。
りとなり、回転数ｎが増大するにつれて体積効率ηが低
下してゆく。曲線Ｅ3 の場合の体積効率の最大値はエン
ジンアイドリング状態の付近であり、エンジン回転数が
最低付近で冷房効率が最大となる。エンジン回転数との
関係におけるこのような冷房効率は車室内の冷房の上で
最も都合が良い。
【００２７】曲線Ｅ1 の場合の体積効率ηの最大値η0
もエンジンアイドリング状態のときに最大となり、エン
ジン回転数が最低のときに冷房効率が最大となる。しか
も、最大体積効率η0 は８０％程度であり、従来の最大
体積効率７０％程度を大きく上回る。フラッパ弁型の吸
入弁の場合には潤滑油が吸入弁とその接合面との間の吸
着力を大きくしてしまい、吸入弁の開放開始タイミング
（圧縮室内の残留ガスの再膨張が停止した時）が前記吸
着力によって遅れる。この遅れ、吸入弁の弾性抵抗によ
る吸入抵抗及び吸入室内の冷媒ガス膨張が最大体積効率
を７０％程度に規制する。しかしながら、強制回転され
るロータリバルブ１４の採用では潤滑油に起因する吸着
力及び吸入弁の弾性抵抗による吸入抵抗の問題はなく、
圧縮室Ｐ j 内の残留ガスの再膨張が停止した時、即ち圧
縮室Ｐj 内が吸入圧を僅かに下回れば冷媒ガスが直ちに
圧縮室Ｐj に流入する。又、外部冷媒回路から圧縮室Ｐ
jへ流入する冷媒ガスは吐出室３ａから比較的隔たった
ロータリバルブ１４内の吸入通路１７という経路を経由
するため、冷媒ガスの熱膨張も抑制される。従って、曲
線Ｅ1 及びＥ2 で示すようにロータリバルブ１４採用の
場合には体積効率がフラッパ弁型の吸入弁採用の場合に
比して大幅に向上する。
もエンジンアイドリング状態のときに最大となり、エン
ジン回転数が最低のときに冷房効率が最大となる。しか
も、最大体積効率η0 は８０％程度であり、従来の最大
体積効率７０％程度を大きく上回る。フラッパ弁型の吸
入弁の場合には潤滑油が吸入弁とその接合面との間の吸
着力を大きくしてしまい、吸入弁の開放開始タイミング
（圧縮室内の残留ガスの再膨張が停止した時）が前記吸
着力によって遅れる。この遅れ、吸入弁の弾性抵抗によ
る吸入抵抗及び吸入室内の冷媒ガス膨張が最大体積効率
を７０％程度に規制する。しかしながら、強制回転され
るロータリバルブ１４の採用では潤滑油に起因する吸着
力及び吸入弁の弾性抵抗による吸入抵抗の問題はなく、
圧縮室Ｐ j 内の残留ガスの再膨張が停止した時、即ち圧
縮室Ｐj 内が吸入圧を僅かに下回れば冷媒ガスが直ちに
圧縮室Ｐj に流入する。又、外部冷媒回路から圧縮室Ｐ
jへ流入する冷媒ガスは吐出室３ａから比較的隔たった
ロータリバルブ１４内の吸入通路１７という経路を経由
するため、冷媒ガスの熱膨張も抑制される。従って、曲
線Ｅ1 及びＥ2 で示すようにロータリバルブ１４採用の
場合には体積効率がフラッパ弁型の吸入弁採用の場合に
比して大幅に向上する。
【００２８】曲線Ｅ2 の場合には回転数ｎが高速領域で
はフラッパ弁型の吸入弁の場合よりも体積効率が悪くな
る。曲線Ｅ1 の場合には高速回転領域での体積効率がフ
ラッパ弁型の吸入弁の場合よりも良くなる。回転数全般
にわたるこのような体積効率の向上は吸入通路１７と圧
縮室Ｐj との連通終了タイミングをピストンの下死点配
置タイミングよりも遅らせてピストンの下死点配置タイ
ミング以後における圧縮室Ｐj 内の低圧状態を利用した
結果である。
はフラッパ弁型の吸入弁の場合よりも体積効率が悪くな
る。曲線Ｅ1 の場合には高速回転領域での体積効率がフ
ラッパ弁型の吸入弁の場合よりも良くなる。回転数全般
にわたるこのような体積効率の向上は吸入通路１７と圧
縮室Ｐj との連通終了タイミングをピストンの下死点配
置タイミングよりも遅らせてピストンの下死点配置タイ
ミング以後における圧縮室Ｐj 内の低圧状態を利用した
結果である。
【００２９】最大体積効率をもたらす回転数ｎは角度Ｗ
ｘを変更すれば変えられる。角度ＷｘをＷ1 よりも小さ
くすれば最大体積効率をもたらす回転数ｎは低回転領域
側へ移り、角度ＷｘをＷ1 よりも大きくすれば最大体積
効率をもたらす回転数ｎは高回転領域側へ移る。即ち、
ロータリバルブ１４の採用によって最大体積効率をもた
らす回転数を比較的自由に設定することができる。
ｘを変更すれば変えられる。角度ＷｘをＷ1 よりも小さ
くすれば最大体積効率をもたらす回転数ｎは低回転領域
側へ移り、角度ＷｘをＷ1 よりも大きくすれば最大体積
効率をもたらす回転数ｎは高回転領域側へ移る。即ち、
ロータリバルブ１４の採用によって最大体積効率をもた
らす回転数を比較的自由に設定することができる。
【００３０】本発明は勿論前記実施例にのみ限定される
ものではなく、例えばシリンダボアを回転軸の回りに奇
数配列したピストン型圧縮機にも本発明の適用が可能で
ある。
ものではなく、例えばシリンダボアを回転軸の回りに奇
数配列したピストン型圧縮機にも本発明の適用が可能で
ある。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、圧縮室と
ロータリバルブ上の吸入通路との連通終了タイミングを
この圧縮室におけるピストンの下死点配置タイミングよ
りも遅らせたので、圧縮室への冷媒ガス流入がピストン
の下死点配置タイミング以後も続き、体積効率を従来よ
りも向上し得ると共に、最大体積効率をもたらす圧縮機
回転数の設定を容易に行ない得るという優れた効果を奏
する。
ロータリバルブ上の吸入通路との連通終了タイミングを
この圧縮室におけるピストンの下死点配置タイミングよ
りも遅らせたので、圧縮室への冷媒ガス流入がピストン
の下死点配置タイミング以後も続き、体積効率を従来よ
りも向上し得ると共に、最大体積効率をもたらす圧縮機
回転数の設定を容易に行ない得るという優れた効果を奏
する。
【図１】 本発明を具体化した一実施例を示す圧縮機全
体の側断面図である。
体の側断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 弁開度曲線及び圧縮室内の圧力曲線を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図４】 体積効率曲線を示すグラフである。
１ａ…シリンダボア、１ｃ1 ，１ｃ2 ，１ｃ3 ，１
ｃ4 ，１ｃ5 ，１ｃ6 …吸入ポート、１０Ａ1 ，１０Ａ
2 , １０Ａ3 ，１０Ａ4 ，１０Ａ5 ，１０Ａ6 …ピスト
ン、１４…ロータリバルブ、１７…吸入通路、Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ，Ｐ 5 ，Ｐ6 …圧縮室。
ｃ4 ，１ｃ5 ，１ｃ6 …吸入ポート、１０Ａ1 ，１０Ａ
2 , １０Ａ3 ，１０Ａ4 ，１０Ａ5 ，１０Ａ6 …ピスト
ン、１４…ロータリバルブ、１７…吸入通路、Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ，Ｐ 5 ，Ｐ6 …圧縮室。
フロントページの続き (72)発明者 水谷 秀樹 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社 豊田自動織機製作所 内 (56)参考文献 特開 平５−164044（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04B 27/08
Claims (1)
- 【請求項１】回転軸の周囲に配列された複数のシリンダ
ボア内にピストンを収容すると共に、回転軸の回転に連
動してピストンを往復動させるピストン型圧縮機におい
て、ピストンによってシリンダボア内に区画される圧縮
室に冷媒ガスを導入するための吸入通路をロータリバル
ブ上に形成し、ピストンの往復動に同期して前記圧縮室
と前記吸入通路とを順次連通するように前記ロータリバ
ルブを設け、圧縮室と前記吸入通路との連通終了タイミ
ングをこの圧縮室におけるピストンの下死点配置タイミ
ングよりも遅らせたピストン型圧縮機における冷媒ガス
吸入構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04033644A JP3079741B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | ピストン型圧縮機における冷媒ガス吸入構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04033644A JP3079741B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | ピストン型圧縮機における冷媒ガス吸入構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231307A JPH05231307A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3079741B2 true JP3079741B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=12392160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04033644A Expired - Lifetime JP3079741B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | ピストン型圧縮機における冷媒ガス吸入構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3079741B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP04033644A patent/JP3079741B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05231307A (ja) | 1993-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120623 Year of fee payment: 12 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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