JP3114384B2 - ピストン式圧縮機における冷媒ガス吸入構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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とも
に、回転軸の回転に連動してピストンを往復動させるピ
ストン式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】従来のピストン式圧縮機（例えば特開平
３−９２５８７号公報参照）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。

【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。

【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ともに圧縮機内の必要
な潤滑部位に送り込まれる。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
弁との間の密接力を高め、フラッパ弁の撓み変形開始が
一層遅れる。このような撓み変形開始遅れは圧縮室への
冷媒ガス流入量の低下、すなわ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】ピストン式圧縮機の一種である斜板式圧縮
機では吸入室内の冷媒ガスが両頭ピストンの復動動作に
よって圧縮室内へ吸入され、圧縮室内の冷媒ガスが両頭
ピストンの往動動作によって吐出室へ吐出される。両頭
ピストンは複数個用いられ、回転軸の周囲に等角度間隔
に配列されたシリンダボア内に収容されている。圧縮室
は吐出ポートを介して吐出室に接続しており、吸入ポー
トを介して吸入室に接続している。吐出ポートは吐出弁
によって開閉され、圧縮室内の冷媒ガスは吐出弁を押し
退けつつ吐出室へ吐出される。吸入ポートは吸入弁によ
って開閉され、吸入室の冷媒ガスは吸入弁を押し退けつ
つ圧縮室へ吸入される。

【０００６】吸入室はシリンダの前後に１つずつ有り、
シリンダブロック内の吸入通路を介して斜板室に連通し
ている。外部の吸入冷媒ガス管路は導入口を介して斜板
室に連通しており、冷媒ガスは両頭ピストンの復動動作
に伴う吸入作用によってまず斜板室に導入され、シリン
ダブロック内の吸入通路及び吸入室を経て圧縮室内へ導
入される。

【０００７】シリンダボアの配列間隔はシリンダブロッ
クの必要な強度を確保し得る程度まで拡げられる。この
配列間隔の大きさとシリンダボアの配列半径の大きさと
は比例し、配列間隔を拡げれば配列半径が増大し、配列
間隔を狭めれば配列半径も減少する。しかしながら、通
常、前記吸入通路が回転軸の周囲に等角度位置に配列さ
れた複数のシリンダボアの狭間に１本ずつ設けられてお
り、このような通路の存在がシリンダブロックの強度低
下をもたらす。従って、吸入通路をシリンダブロック内
に貫設する構成が採用される限りシリンダボアの配列半
径の縮径化は困難であり、圧縮機のコンパクト化は困難
である。

【０００８】しかも、シリンダブロック内の吸入通路の
存在は圧力損失の原因となり、圧縮効率が低下する。そ
こで、本願出願人は圧縮効率を向上することができるピ
ストン式圧縮機を提案している。（例えば、特願平４−
２１１１６５号参照）この圧縮機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内に形成している。
又、前記ロータリバルブの摺接周面をテーパ形状とする
とともに、ロータリバルブを収容する収容孔の内周面を
テーパ形状としている。さらに、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、かつロータリバルブの軸方向にスライド可能に前記
ロータリバルブを前記収容孔に収容している。そして、
ロータリバルブを大径端部側から小径端部側に付勢する
シール力をロータリバルブに作用させるようにしてい
る。

【０００９】ところが、この新規な圧縮機はロータリバ
ルブのテーパ状外周面が収容孔のテーパ状内周面に摺接
しているので、吸入通路の開口側の摺接面は冷媒ガスに
より潤滑油が供給されるので、潤滑上特に問題はない
が、常時所定の押圧力で摺接している摺接面においては
高い潤滑性が得られないという新たな問題が生じた。

【００１０】本発明は体積効率を向上することができる
とともに、圧縮機全体のコンパクト化を図り、ロータリ
バルブの外周面とそれを収容する収容孔の内周面との摺
接面の潤滑特性に優れたピストン式圧縮機における冷媒
ガス吸入構造を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そのためにこの発明で
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ともに、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式圧縮機において、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内に
形成し、前記ロータリバルブの摺接周面をテーパ形状と
するとともに、ロータリバルブを収容する収容孔の内周
面をテーパ形状とし、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、かつロ
ータリバルブの軸方向にスライド可能に前記ロータリバ
ルブを前記収容孔に収容し、ロータリバルブを大径端部
側から小径端部側に付勢するシール力をロータリバルブ
に作用させ、さらに前記ロータリバルブのテーパ外周面
又は収容孔のテーパ内周面に対し、それらの摺接面に潤
滑油を導く潤滑溝を形成した。

【００１２】前記潤滑溝はロータリバルブのテーパ外周
面と収容孔のテーパ内周面とが常時摺接する領域に形成
することが、特に好ましい。

【００１３】

【作用】ロータリバルブ内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。この連通
は前後一方の圧縮室に対するピストンの吸入動作に同期
して行われる。吸入通路と圧縮室とが連通している時に
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）以下まで低下していく。この圧力低下
により吸入通路の冷媒ガスが圧縮室へ流入する。

【００１４】ロータリバルブの大径端部側には小径端部
側よりも高圧の冷媒ガス圧を作用させることにより、ロ
ータリバルブは大径端部側から小径端部側へ付勢され
る。この付勢によりロータリバルブのテーパ外周面が収
容孔のテーパ内周面に押接され、ロータリバルブのテー
パ外周面におけるシールが確保される。

【００１５】ロータリバルブの大径端部側には小径端部
側よりも低圧の冷媒ガス圧を作用させる場合にも、大径
端部にばね力を作用させることにより、ロータリバルブ
は大径端部側から小径端部側へ付勢される。この付勢に
よりロータリバルブのテーパ外周面が収容孔のテーパ内
周面に押接される。

【００１６】ロータリバルブのテーパ外周面又は収容孔
のテーパ内周面に形成した潤滑溝にはロータリバルブの
大径端部側又は小径端部側から潤滑油が進入するので、
ロータリバルブの回転により潤滑油がロータリバルブの
テーパ外周面と収容孔のテーパ内周面との摺接面に供給
される。このため潤滑効率が向上し、ロータリバルブの
磨耗が抑制される。

【００１７】斜板室の冷媒ガスを圧縮室にロータリバル
ブを介して導入する構成は従来のシリンダブロック内の
吸入通路を不要とする。シリンダブロック内の吸入通路
の省略によってシリンダボアの配列半径の縮径化がで
き、圧縮機全体がコンパクト化する。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を斜板式圧縮機に具体化した第
１実施例を図１〜図７に基づいて説明する。

【００１９】図１に示すように接合された前後一対のシ
リンダブロック１，２の中心部には収容孔１ａ，２ａが
貫設されている。シリンダブロック１，２の端面にはバ
ルブプレート３，４が接合されており、バルブプレート
３，４には支持孔３ａ，４ａが貫設されている。支持孔
３ａ，４ａの周縁には環状の位置決め突起３ｂ，４ｂが
突設されており、位置決め突起３ｂ，４ｂは収容孔１
ａ，２ａに嵌入されている。バルブプレート３，４及び
シリンダブロック１，２にはピン５，６が挿通されてお
り、シリンダブロック１，２に対するバルブプレート
３，４の回動がピン５，６により阻止されている。

【００２０】バルブプレート３，４の支持孔３ａ，４ａ
には回転軸７が円錐コロ軸受け８，９を介して回転可能
に支持されており、回転軸７には斜板１０が固定支持さ
れている。斜板室１１を形成するシリンダブロック１，
２には導入口１２が形成されており、導入口１２には図
示しない外部吸入冷媒ガス管路が接続されている。

【００２１】図４及び図５に示すように回転軸７を中心
とする等間隔角度位置には複数のシリンダボア１３，１
３Ａ，１４，１４Ａが形成されている。図１に示すよう
に前後で対となるシリンダボア１３，１４，１３Ａ，１
４Ａ（本実施例では５対）内には両頭ピストン１５，１
５Ａが往復動可能に収容されている。両頭ピストン１
５，１５Ａと斜板１０の前後両面との間には半球状のシ
ュー１６，１７が介在されている。従って、斜板１０が
回転することによって両頭ピストン１５，１５Ａがシリ
ンダボア１３，１４，１３Ａ，１４Ａ内を前後動する。

【００２２】バルブプレート３の前側面にはフロントハ
ウジング１８が接合されており、バルブプレート４の後
側面にはリヤハウジング１９が接合されている。図６及
び図７に示すように両ハウジング１８，１９の内壁面に
は複数の押さえ突起１８ａ，１９ａが突設されている。
押さえ突起１８ａと円錐コロ軸受け８の外輪８ａとの間
には環状板形状の予荷重付与ばね２０が介在されてい
る。押さえ突起１９ａは円錐コロ軸受け９の外輪９ａに
当接している。外輪８ａ，９ａとともにコロ８ｃ，９ｃ
を挟む内輪８ｂ，９ｂは回転軸７の段差部７ａ，７ｂに
当接している。シリンダブロック１、バルブプレート３
及びフロントハウジング１８はボルト２１により締め付
け固定されている。シリンダブロック１、シリンダブロ
ック２、バルブプレート４及びリヤハウジング１９はボ
ルト２２により締め付け固定されている。円錐コロ軸受
け８，９は回転軸７に対するラジアル方向の荷重及びス
ラスト方向の荷重の両方を受け止める。ボルト２１の締
め付けは予荷重付与ばね２０を撓み変形させ、この撓み
変形が円錐コロ軸受け８を介して回転軸７にスラスト方
向の予荷重を与える。

【００２３】両ハウジング１８，１９内には吐出室２
３，２４が形成されている。両頭ピストン１５，１５Ａ
によりシリンダボア１３，１４，１３Ａ，１４Ａ内に区
画される圧縮室Ｐａ，Ｐｂはバルブプレート３，４上の
吐出ポート３ｃ，４ｃを介して吐出室２３，２４に接続
している。吐出ポート３ｃ，４ｃはフラッパ弁型の吐出
弁３１，３２により開閉される。吐出弁３１，３２の開
度はリテーナ３３，３４により規制される。吐出弁３
１，３２及びリテーナ３３，３４はボルト３５，３６に
よりバルブプレート３，４上に締め付け固定されてい
る。吐出室２３は排出通路２５を介して図示しない外部
吐出冷媒ガス管路に連通している。

【００２４】２６は回転軸７の周面に沿った吐出室２３
から圧縮機外部への冷媒ガス漏洩を防止するリップシー
ルである。回転軸７上の段差部７ａ，７ｂにはロータリ
バルブ２７，２８がスライド可能に支持されている。ロ
ータリバルブ２７，２８と回転軸７との間にはシールリ
ング３９，４０が介在されている。ロータリバルブ２
７，２８は回転軸７と一体的に図４の矢印Ｑ方向に回転
可能に収容孔１ａ，２ａ内に収容されている。

【００２５】図２に示すように収容孔１ａ，２ａはテー
パ形状であり、シリンダブロック１，２の端面から内部
に向かうにつれて縮径となっている。ロータリバルブ２
７，２８の外周面２７ｃ，２８ｃは収容孔１ａ，２ａと
同形のテーパにしてある。ロータリバルブ２７，２８の
外周面２７ｃ，２８ｃは収容孔１ａ，２ａの内周面にぴ
ったりと嵌合可能である。即ち、ロータリバルブ２７の
大径端部２７ａ側は吐出室２３側を向き、ロータリバル
ブ２７の小径端部２７ｂ側は斜板室１１側を向いてい
る。又、ロータリバルブ２８の大径端部２８ａ側は吐出
室２４側を向き、ロータリバルブ２８の小径端部２８ｂ
側は斜板室１１側を向いている。

【００２６】ロータリバルブ２７，２８内には吸入通路
２９，３０が形成されている。吸入通路２９，３０の入
口２９ａ，３０ａは小径端部２７ｂ，２８ｂ上に開口し
ており、吸入通路２９，３０の出口２９ｂ，３０ｂはテ
ーパ外周面２７ｃ，２８ｃ上に開口している。

【００２７】図３に示すようにロータリバルブ２７の大
径端部２７ａ及びテーパ外周面２７ｃには、Ｌ字状の第
１潤滑溝２７ｄが形成されている。又、テーパ外周面２
７ｃには、直線状の第２潤滑溝２７ｅが形成されてい
る。第１潤滑溝２７ｄは大径端部２７ａから小径端部２
７ｂ側へ向かって所定長さ、つまり吸入通路２９の端面
と対応する位置まで形成されている。そして、吐出室２
３内の冷媒ガスを導入し、冷媒ガス中に含まれるミスト
状の潤滑油又は液状の潤滑油をテーパ周面２７ｃに供給
し、常時摺接する摺接面の潤滑を行うようにしている。
又、第２潤滑溝２７ｅは小径端部２７ｂから吸入通路２
９の出口２９ｂへ向かって斜板室１１と出口２９ｂとを
連通するように形成されている。そして、斜板室１１内
の冷媒ガスを導入し、冷媒ガス中に含まれるミスト状の
潤滑油又は液状の潤滑油をテーパ外周面２７ｃに供給
し、常時摺接する摺接面の潤滑を行うようにしている。
なお、第１潤滑溝２７ｄと第２潤滑溝２７ｅとは、ロー
タリバルブ２７により区画されている斜板室１１と吐出
室２３とを連通させないように形成されている。

【００２８】ロータリバルブ２７と同様にロータリバル
ブ２８にも第１潤滑溝２８ｄ、第２潤滑溝２８ｅが形成
されていて、前記吸入通路３０以外の常時摺接する外周
面２８ｃの摺接面の潤滑を行うようにしている。

【００２９】図４に示すようにロータリバルブ２７を収
容する収容孔１ａの内周面にはシリンダボア１３，１３
Ａと同数の吸入ポート１ｂが等間隔角度位置に配列形成
されている。吸入ポート１ｂとシリンダボア１３，１３
Ａとは１対１で常に連通しており、各吸入ポート１ｂは
吸入通路２９の出口２９ｂの周回領域に接続している。

【００３０】同様に、図５に示すようにロータリバルブ
２８を収容する収容孔２ａの内周面にはシリンダボア１
４，１４Ａと同数の吸入ポート２ｂが等間隔角度位置に
配列形成されている。吸入ポート２ｂとシリンダボア１
４，１４Ａとは１対１で常に連通しており、各吸入ポー
ト２ｂは吸入通路３０の出口３０ｂの周回領域に接続し
ている。

【００３１】図１、図４及び図５に示す状態では両頭ピ
ストン１５Ａは一方のシリンダボア１３Ａに対して上死
点位置にあり、他方のシリンダボア１４Ａに対して下死
点位置にある。両頭ピストン１５Ａがシリンダボア１３
に対して上死点位置から下死点位置に向かう吸入行程に
入ったときには吸入通路２９はシリンダボア１３Ａの圧
縮室Ｐａに連通する。この連通により斜板室１１内の冷
媒ガスが吸入通路２９を経由してシリンダボア１３Ａの
圧縮室Ｐａに吸入される。一方、両頭ピストン１５Ａが
シリンダボア１４Ａに対して下死点位置から上死点位置
に向かう吐出行程に入ったときには吸入通路３０はシリ
ンダボア１４Ａの圧縮室Ｐｂとの連通を遮断される。こ
の連通遮断によりシリンダボア１４Ａの圧縮室Ｐｂ内の
冷媒ガスが吐出弁３２を押し退けつつ吐出ポート４ｃか
ら吐出室２４に吐出される。

【００３２】このような冷媒ガスの吸入及び吐出は他の
シリンダボア１３，１４の圧縮室Ｐにおいても同様に行
われる。回転軸７の一端はフロントハウジング１８から
外部に突出しており、他端はリヤハウジング１９側の吐
出室２４内に突出している。回転軸７の軸心部には吐出
通路３７が形成されている。吐出通路３７は吐出室２４
に開口している。フロントハウジング１８側の吐出室２
３によって包囲される回転軸７の周面部位には導出口３
８が形成されており、吐出室２３と吐出通路３７とが導
出口３８によって連通されている。従って、前後の吐出
室２３，２４が吐出通路３７によって連通しており、吐
出室２４の冷媒ガスは吐出通路３７から吐出室２３に合
流する。

【００３３】フラッパ弁型の吸入弁の場合には、潤滑油
が吸入弁とその密接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が
体積効率を低下させる。しかしながら、強制回転される
ロータリバルブ２７，２８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Ｐａ，Ｐｂ内の圧力が斜板室１１内の吸入圧
をわずかに下回れば冷媒ガスが直ちに圧縮室Ｐａ，Ｐｂ
に流入する。従って、ロータリバルブ２７，２８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。

【００３４】斜板室１１の吸入冷媒ガスがロータリバル
ブ２７，２８内の吸入通路２９，３０を経由して圧縮室
Ｐａ，Ｐｂへ吸入される構成は従来の斜板式圧縮機にお
けるシリンダブロック内の複数の吸入通路を不要とす
る。又、吐出室２４に吐出された吐出冷媒ガスを回転軸
７内の吐出通路３７を経由して排出通路２５へ導く構成
は従来の斜板式圧縮機におけるシリンダブロック内の吐
出通路を不要とする。シリンダブロック１，２から吸入
通路及び吐出通路を排除したことによってシリンダボア
１３，１３Ａ，１４，１４Ａの配列間隔を狭めることが
できる。シリンダボア１３，１３Ａ，１４，１４Ａの配
列間隔の減少はシリンダボア１３，１３Ａ，１４，１４
Ａの配列半径の縮径化に繋がり、シリンダブロック１，
２全体の縮径化が達成される。従って、圧縮機全体の縮
径化及び軽量化が達成される。

【００３５】斜板室１１内の冷媒ガスは圧縮室Ｐａ，Ｐ
ｂ内の圧力が斜板室１１内の圧力を下回ると圧縮室Ｐ
ａ，Ｐｂに吸入される。斜板室１１から圧縮室Ｐａ，Ｐ
ｂに到る冷媒ガス流路における流路抵抗、即ち吸入抵抗
が高ければ圧力損失が大きくなり、圧縮効率が低下す
る。ロータリバルブ２７，２８を採用することにより斜
板室１１から圧縮室Ｐａ，Ｐｂに到る冷媒ガス流路長が
短くなり、吸入抵抗が従来より低減する。従って、損失
が減り、圧縮効率が向上する。

【００３６】斜板室１１は吸入圧領域であり、吐出室２
３，２４は吐出圧領域である。そのため、吐出室２３，
２４の吐出冷媒ガスがロータリバルブ２７，２８の外周
面２７ｃ，２８ｃに沿って漏洩する可能性がある。ロー
タリバルブ２７，２８の外周面２７ｃ，２８ｃはテーパ
になっており、ロータリバルブ２７，２８を収容する収
容孔１ａ，２ａの内周面も同様のテーパとなっている。
又、ロータリバルブ２７，２８の大径端部２７ａ，２８
ａは吐出圧領域に露出しており、小径端部２７ｂ，２８
ｂは吸入圧領域に露出している。即ち、ロータリバルブ
２７，２８は大径端部２７ａ，２８ａ側から小径端部２
７ｂ，２８ｂ側に向けて付勢される。この付勢によりロ
ータリバルブ２７，２８のテーパ外周面２７ｃ，２８ｃ
が収容孔１ａ，２ａの内周面に押接され、ロータリバル
ブ２７，２８は収容孔１ａ，２ａの内周面に摺接しなが
ら回転する。従って、吐出室２３，２４の吐出冷媒ガス
がロータリバルブ２７，２８の周面２７ｃ，２８ｃと収
容孔１ａ，２ａの内周面との間から斜板室１１側へ漏洩
することはない。

【００３７】テーパ外周面２７ｃ，２８ｃにおけるシー
ルは冷媒ガスの高低圧力差によって得られ、ロータリバ
ルブ２７，２８と回転軸７との間のシールはシールリン
グ３９，４０によって保障される。

【００３８】ロータリバルブ２７，２８の摺接周面２７
ｃ，２８ｃをテーパとする構成により吐出冷媒ガスの漏
洩が防止され、体積効率が向上する。しかも、収容孔１
ａ，２ａに対するロータリバルブ２７，２８の嵌入作業
も容易となる。

【００３９】仮に、ロータリバルブの摺接周面をストレ
ート形状とした場合、収容孔の内周面もストレート形状
にする必要がある。このようなストレート形状の場合に
は収容孔内でロータリバルブを円滑回転させるためには
ロータリバルブの外周面と収容孔の内周面との間にクリ
アランスを設ける必要がある。このクリアランスの存在
は吐出冷媒ガスの漏洩をもたらす。ロータリバルブと収
容孔との間にシールリングを介在することも考えられ
る。しかしながら、このシールリングが収容孔の内周面
に対して摺接し、短時間で摩耗劣化する。しかも、収容
孔に対するロータリバルブの嵌入作業も面倒となる。

【００４０】ロータリバルブ２７，２８の摺接周面２７
ｃ，２８ｃをテーパとする構成はさらに次のような利点
をもたらす。収容孔１ａ，２ａのテーパ内周面とロータ
リバルブ２７，２８のテーパ外周面２７ｃ，２８ｃとの
摺接は摺接周面における摩耗をもたらすが、ロータリバ
ルブ２７，２８は収容孔１ａ，２ａに対して常に良好に
摺接する。即ち、ロータリバルブ２７，２８と収容孔１
ａ，２ａとの間のシールは自己補充機能を有し、シール
性が低下することはない。ロータリバルブ２７，２８の
線膨張係数とシリンダブロック１，２の線膨張係数とが
異なっていてもシールの自己補充機能は常に確保され
る。従って、圧縮機内の温度変化に対してもシール性能
は変化しない。しかも、ロータリバルブ２７，２８を合
成樹脂製とすることもでき、ロータリバルブ２７，２８
の摺接周面２７ｃ，２８ｃのテーパ構成は圧縮機の軽量
化にも寄与する。

【００４１】特に、前記実施例ではロータリバルブ２
７，２８に対し第１潤滑溝２７ｄ，２８ｄ、第２潤滑溝
２７ｅ，２８ｅを形成したので、所定の押圧力をもって
常時摺接する外周面２７ｃ，２８ｃの摺接面に潤滑油を
供給して摺接面の潤滑性を向上することができる。

【００４２】次に、図８〜図１０に示すように可変容量
型の揺動斜板式圧縮機に具体化した第２実施例について
説明する。図８に示すようにシリンダブロック４１及び
フロントハウジング４２には回転軸４４が円錐コロ軸受
け５６Ａ，５６Ｂを介して回転可能に支持されている。
回転軸４４に止着された回転支持体４５には回転駆動体
４６がアーム４５ａ上の長孔４５ｂとピン４７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４
６は回転軸４４上のガイドスリーブ４８の左右両側に突
設された軸ピン４８ａにより揺動可能に支持されてお
り、回転駆動体４６上には揺動斜板４９が相対回転可能
に支持されている。

【００４３】複数のシリンダボア４１ａ（本実施例では
６つ）内の各ピストン５０，５０Ａ，５０Ｂはピストン
ロッド５０ａを介して揺動斜板４９に連結されている。
回転軸４４の回転運動は回転支持体４５及び回転駆動体
４６を介して揺動斜板４９の前後往復揺動に変換され、
ピストン５０，５０Ａ，５０Ｂがシリンダボア４１ａ内
を前後動する。

【００４４】シリンダブロック４１とリヤハウジング４
３との間にはバルブプレート５１、弁形成プレート５２
及びリテーナ形成プレート５３が挟まれている。リヤハ
ウジング４３内の吐出室４３ａと圧縮室Ｐ，Ｐ₁ ，Ｐ₂
とはバルブプレート５１上の吐出ポート５１ａを介して
繋がっている。弁形成プレート５２上の吐出弁５２ａは
吐出室４３ａ側で吐出ポート５１ａを開閉し、リナーナ
形成プレート５３上のリテーナ５３ａは吐出弁５２ａの
撓み変形量を規制する。

【００４５】シリンダブロック４１及びリヤハウジング
４３の対向端面中心部には収容室４１ｂ，４３ｂが形成
されており、回転軸４４の端部が収容室４１ｂ内に突出
している。両収容室４１ｂ，４３ｂは回転軸４４の軸方
向に軸芯を持つ円錐形状の収容室を形成し、収容室４１
ｂ，４３ｂ内にはロータリバルブ５４が回転可能に収容
されている。ロータリバルブ５４の外周面５４ｃはテー
パになっており、収容室４１ｂ，４３ｂも同様のテーパ
となっている。

【００４６】収容室４３ｂの端面とロータリバルブ５４
の小径端部５４ａとの間には間隙が設けられており、ロ
ータリバルブ５４の大径端部５４ｂにはカップリング５
５が嵌入固定されている。収容室４１ｂ内に突出する回
転軸４４の突出端部４４ａとカップリング５５とは相対
回転不能かつスライド可能に嵌合している。ロータリバ
ルブ５４は回転軸４４と一体的に収容室４１ｂ，４３ｂ
内で図９の矢印Ｒ方向に回転する。

【００４７】ロータリバルブ５４内には吸入通路５７が
形成されている。ロータリバルブ５４の収容室４３ｂ側
の端面には吸入通路５７の入口５７ａが形成されてお
り、ロータリバルブ５４の周面には吸入通路５７の出口
５７ｂが形成されている。リヤハウジング４３の中心部
には導入口４３ｃが収容室４３ｂに接続するように形成
されており、吸入通路５７の入口５７ａが導入口４３ｃ
に連通している。

【００４８】収容室４１ｂの周面には圧縮室Ｐ，Ｐ₁ ，
Ｐ₂ と同数の吸入ポート４１ｃが等間隔角度位置に配列
形成されている。各吸入ポート４１ｃは吸入通路５７の
出口５７ｂの周回領域に接続している。図８及び図９に
示す状態ではピストン５０Ａは上死点位置にあり、１８
０°の回転対称位置にあるピストン５０Ｂは下死点位置
にある。

【００４９】圧縮室Ｐ，Ｐ₁ ，Ｐ₂ 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４３ａに吐出される
が、クランク室４２ａ内の圧力と圧縮室内の吸入圧との
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４９の傾斜角が変
化する。クランク室４２ａ内の圧力制御は、吐出圧領域
の冷媒ガスを図示しない給気通路を介してクランク室４
２ａへ供給するとともに、クランク室４２ａ内の冷媒ガ
スを図示しない抽気通路及びその途中に設けた制御弁機
構によって吸入圧領域へ放出制御することによって行わ
れる。従って、クランク室４２ａは吸入圧領域よりも高
圧の圧力領域となる。

【００５０】クランク室４２ａ内の圧力はロータリバル
ブ５４の大径端部５４ｂに作用しており、導入口４３ｃ
内の圧力はロータリバルブ５４の小径端部５４ａに作用
している。この圧力作用によりロータリバルブ５４は大
径端部５４ｂ側から小径端部５４ａ側へ付勢され、ロー
リバルブ５４のテーパ外周面５４ｃが収容室４１ｂ，４
３ｂのテーパ内周面に押接される。従って、圧縮室の高
圧冷媒ガスがロータリバルブ５４の摺接周面５４ｃから
導入口４３ｃあるいはクランク室４２ａ側へ漏洩するこ
とはない。

【００５１】図１０に示すように、ロータリバルブ５４
のテーパ外周面５４ｃには前記第１実施例で述べたロー
タリバルブ２７の第１潤滑溝２７ｄ，第２潤滑溝２７ｅ
と同様の第１潤滑溝５４ｄ、第２潤滑溝５４ｅが形成さ
れている。第１潤滑溝５４ｄは吸入通路５７の出口５７
ｂと連通している。これらの潤滑溝５７ｄ，５７ｅによ
りロータリバルブ５４の収容室４１ｂ，４３ｂと常時摺
接するテーパ外周面５４ｃの潤滑が行われる。なお、第
１潤滑溝５４ｄと第２潤滑溝５４ｅとは、ロータリバル
ブ５４により仕切られたクランク室４２ａと吸入圧領域
とを連通するように形成されているため、クランク室４
２ａ内にリークしたブローバイガスを吸入圧領域へと還
流する通路としての機能をも果たしている。

【００５２】次に、この発明の第３実施例を図１１に基
づいて説明する。この第３実施例では斜板室１１の圧力
がロータリバルブ５８，５９の大径端部５８ａ，５９ａ
に作用し、吐出室２３，２４の圧力が小径端部５８ｂ，
５９ｂに作用している。大径端部５８ａ，５９ａと斜板
１０との間にはシールばね６０，６１が介在されてい
る。ロータリバルブ５８，５９のテーパ外周面５８ｃ，
５９ｃはシールばね６０，６１のばね力により収容孔１
ａ，２ａのテーパ内周面に押接される。

【００５３】ロータリバルブ５８，５９のテーパ外周面
５８ｃ，５９ｃには前記第１実施例で述べたロータリバ
ルブ２７，２８の第１潤滑溝２７ｄ，２８ｄ、第２潤滑
溝２７ｅ，２８ｅと同様の第１潤滑溝５８ｄ，５９ｄ、
第２潤滑溝５８ｅ，５９ｅが形成されている。これらの
潤滑溝により収容孔１ａ，２ａと常時摺接するロータリ
バルブ５８，５９のテーパ外周面５８ｃ，５９ｃの潤滑
が行われる。

【００５４】大径端部５８ａ，５９ａと小径端部５８
ｂ，５９ｂとに作用する圧力差を上回るようにシールば
ね６０，６１のばね力を設定すれば、テーパ外周面５８
ｃ，５９ｃにおけるシール性は適正に確保される。この
設定ばね力を可及的に小さくすれば、テーパ外周面５８
ｃ，５９ｃと収容孔１ａ，２ａとの過剰圧接が回避され
る。即ち、シールに必要な最小限のばね力をロータリバ
ルブ５８，５９に作用させることによって過剰圧接が回
避され、摺接に伴う動力損失も最小限に抑えることがで
きる。

【００５５】シールばねを採用する構成は図８及び図９
の揺動斜板式圧縮機にも適用できる。なお、この発明は
前記実施例に限定されるものではなく、例えば、図１２
に示すように収容孔１ａに潤滑溝１ｄを形成し、該潤滑
溝１ｄをロータリバルブ２７の吸入通路２９の開口位置
まで延在するようにすることもできる。同様に収容孔２
ａ、収容室４１ｂ，４３ｂのテーパ内周面に前記潤滑溝
２７ｄ，２７ｅと同様の潤滑溝を形成する等、この発明
の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を任意に変更して
具体化することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、ロータリ
バルブ内の吸入通路を経て圧縮室に冷媒ガスを導入する
とともに、ロータリバルブの摺接周面をテーパ形状と
し、ロータリバルブを大径端部側から小径端部側に付勢
するシール力をロータリバルブに作用させたので、ロー
タリバルブのテーパ外周面における冷媒ガス漏洩が防止
され、体積効率を向上し得るという優れた効果を奏す
る。

【００５７】又、この発明はロータリバルブの外周面又
はそれを収容する収容孔の内周面に潤滑溝を形成したの
で、ロータリバルブ及び収容孔の摺接面の潤滑性を向上
し、耐久性を向上することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第１実施例を示す圧縮機全
体の側断面図である。

【図２】要部拡大側断面図である。

【図３】ロータリバルブの斜視図である。

【図４】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図７】図１のＤ−Ｄ線断面図である。

【図８】この発明の第２実施例を示す圧縮機全体の側断
面図である。

【図９】図８のＥ−Ｅ線断面図である。

【図１０】ロータリバルブの斜視図である。

【図１１】この発明の第３実施例を示す圧縮機全体の側
断面図である。

【図１２】この発明の別例の実施例を示す要部の側断面
図である。

【符号の説明】

１ａ，２ａ 収容孔、７ 回転軸、１１ 吸入圧領域と
なる斜板室、２３，２４ 吐出圧領域となる吐出室、２
７，２８ ロータリバルブ、２７ａ，２８ａ大径端部、
２７ｂ，２８ｂ 小径端部、２７ｃ，２８ｃ テーパ外
周面、２７ｄ，２８ｄ、５８ｄ，５９ｄ 第１潤滑溝、
２７ｅ，２８ｅ，５８ｅ，５９ｅ 第２潤滑溝、２９，
３０ 吸入通路、４１ｂ，４３ｂ 収容室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 一哉 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６−58252（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 27/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
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ともに、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式圧縮機に
   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
   バルブ内に形成し、前記ロータリバルブの摺接周面をテ
   ーパ形状とするとともに、ロータリバルブを収容する収
   容孔の内周面をテーパ形状とし、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、かつロータリバルブの軸方向にスライド可能に前記
   ロータリバルブを前記収容孔に収容し、ロータリバルブ
   を大径端部側から小径端部側に付勢するシール力をロー
   タリバルブに作用させ、さらに前記ロータリバルブのテ
   ーパ外周面又は収容孔のテーパ内周面に対し、それらの
   摺接面に潤滑油を導く潤滑溝を形成したピストン式圧縮
   機における冷媒ガス吸入構造。