JP3137393U - ピストン型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸に形成され、クランク室に開口の側孔の加工工程の単純化を図ること及び側孔加工時に発生するバリを完全に取り去る。
【解決手段】ハウジングに形成されたシリンダボアにピストン１７が配され、このピストン１７に斜板２０が係合し、該斜板２０はクランク室７を貫通する回転軸１２に固着されていて、回転軸１２の回転により、ピストン１７が往復動されるピストン型圧縮機において、前記回転軸１２に軸孔３２を、回転軸１２及び斜板２０に側孔３５ａ，３５ｂをそれぞれ形成する。この軸孔３２と側孔３５ａ，３５ｂは連通され、クランク室７から側孔を通って、回転軸２の軸孔３２を流れる吸入通路を形成している。この吸入通路を構成する側孔を同一の孔穿設線上に形成している。
【選択図】図２

Description

この考案は、吸入作動流体（冷媒）がクランク室から側孔を介して回転軸の軸孔を通って吸入側に導く吸入経路を有するピストン型圧縮機に関する。

冷凍サイクルに用いられる圧縮機においては、圧縮機から外部サイクルにオイルが流出されると、圧縮機内のオイル不足を招くのみならず、オイルが冷媒と共にサイクルを循環することになり、冷凍効率が低下する不都合が生じる。

このような不都合を回避するために、各種の構造が提案され（特許文献１，２）、本出願人も、吸入口からクランク室を経由して吸入室に作動流体を導く圧縮機において、クランク室を貫通する回転軸内に、該回転軸の軸方向に沿って延びる軸孔と、この軸孔に連通し、シャフトの径方向に設けられてクランク室に開口する側孔とを少なくとも設け、クランク室に流入した作動流体を少なくともこの側孔及び軸孔に順次経由させて吸入室へ導くようにし、シャフトの回転による遠心分離作用を利用して、クランク室から吸入室へ流動しようとする作動流体中のオイルをクランク室に開口された側孔に流れる際に分離させるようにした構成を提案している。
特開２００５−２３８４７号公報 特開２０００−４５９３８号公報

前述の本出願人の提案の構成にあって、側孔は図４に示すように、ハウジング１０１に形成されているクランク室１０２内に斜板１０３が配され、該斜板１０３はハウジング１０１内に回転自在に支承された回転軸１０４に固装されている。そして、クランク室１０２内に吸入冷媒の一部を入れ、そして、側孔１０６ａ，１０６ｂから回転軸１０４の軸孔１０８内に流し、それから図示しない吸入室に導いている。前記側孔１０６ａ，１０６ｂは一対設けられ、回転軸１０４に対しては直角で且つ両者の側孔１０６ａ，１０６ｂ同士はＡ寸法ずれて形成されている。

このような、回転軸１０４に対する側孔１０６ａ，１０６ｂの構成から、遠心分離作用が生じて、オイル分離が促進されるが、前記側孔１０６ａ，１０６ｂの加工は、回転軸１０４と斜板１０３は別々に行われている。

回転軸１０４にあっては、側孔１０６ａ１を穿孔具にて開け、また位置を軸方向に寸法Ａをずらし且つ周方向１８０度回転させた位置に側孔１０６ｂ１を穿孔具にて開ける。それから、斜板１０３にあっても、そのボス１０９に垂直に側孔１０６ａ２を開け、またその位置から軸方向に寸法Ａをずらし且つ周方向１８０度回転させた位置に側孔１０６ｂ２を開けている。

側孔１０６ａ１及び側孔１０６ｂ１と軸孔１０８とがそれぞれ交差する部位である交差部にバリが出やすいし、また側孔１０６ａ２及び側孔１０６ｂ２と斜板１０３のボス１０９にあり回転軸１０４に圧入するための孔とのそれぞれ交差部にバリが出やすい。そのため、次の工程でバリ取り作業を行う。そして、斜板１０３を回転軸１０４に圧入し、側孔同士を整合して取付ける。前述の側孔１０６ａ１，１０６ｂ１のバリ取りは、該側孔が貫通していないため、バリ取りブラシが充分に挿入できなく、バリ取りが難しく、バリが残り、コンタミとして冷凍サイクル内に流出する虞があった。

このように、側孔加工を回転軸と斜板を少なくともそれぞれ２回の穿設加工作業をしなければならず、繁雑化や、バリの取り切れない不都合が起きていた。

そこで、この考案は、クランク室に開口の側孔加工の工程の単純化並びにバリを完全に取り去ることを課題としている。

上記課題を達成するため、この考案に係るピストン型圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジングに形成されたシリンダボア内を往復摺動するピストンと、前記ハウジング内に形成されたクランク室と、前記クランク室を貫通し、前記ハウジングに回転自在に支承された回転軸と、前記クランク室に収容され、前記回転軸の回転により回転して前記ピストンを往復動させる斜板と、前記ハウジングに形成されて作動流体を吸入する吸入口及び吐出する吐出口とを有するピストン型圧縮機において、前記回転軸内に軸方向に沿って形成された軸孔と、この軸孔に連通し、前記回転軸並びに前記斜板の径方向に形成されて前記クランク室に開口する側孔を少なくとも備え、前記クランク室から前記側孔を通り、前記軸孔を経由して作動流体を吸入側に導く吸入経路を持ち、前記側孔は一対で、同一の孔穿設線上に形成されることを特徴としている（請求項１）。

このため、回転軸及び斜板のボスに形成される一対の側孔は、それぞれ別々に形成されるが、回転軸に形成の一対の側孔は、同一の孔穿設線上にあり、穿孔具の一回の穿設動作で一対の側孔の加工が行われる。そしてまた一対の側孔が貫通したので、バリ取り工具を充分に挿入できるし、且つバリを回転軸の軸孔より排出させることができる。また、同様に斜板の側孔も穿孔具の一回の穿設動作で一対の側孔の加工が行われる。

前記した一対の側孔は、前記回転軸に対して所望の斜板角を有していることが好ましい（請求項２）。この一対の側孔が斜傾して穿設されていることから、同一の孔穿設線上に形成しやすくなる。

前記側孔は、回転軸と、該回転軸に圧入されて固着の斜板のボスにそれぞれ形成され、且つ整合して一連に形成されている（請求項３）。即ち、側孔は回転軸と斜板にそれぞれ形成され、その各側孔が整合して一連となっている。

前記回転軸側の側孔の径と前記斜板側の側孔の径とは、相互に径寸法を異ならしめた方が好ましく（請求項４）、径寸法の異なりから、圧入時に孔の整合をしやすくする。

前記回転軸には、吸入室に開口する側孔が形成されるが、前記クランク室に開口の側孔と同じ傾斜角を有することが好ましく（請求項５）、これにより、穿孔具の共用化が図れる。

以上のように、この考案によれば、クランク室に開口の一対の側孔を同一の孔穿設線上に形成されることから、それぞれ回転軸への穿設は同一の穿孔具にて一回の動作にてできるし、また斜板への側孔の穿設も同一の穿孔具にて一回の動作にて完了させることができる。このように、側孔の穿設加工工程を減少させることができ、コストの引き下げに寄与することができる（請求項１）。

また、前記回転軸に形成の一対の側孔に対するバリ取りも、貫通したため、バリ取り工具の挿入も貫通可能となり、バリ取りも確実となった。さらに斜板と回転軸は圧入にて接続されるが、圧入面に開く側孔が中央付近に寄ることで、側孔を含む環状部分が少なくなるため、接触部分が拡大し、伝達トルクを増加させることができる（請求項１）。

さらに、一対の側孔は、前記回転軸に対して所望の傾斜角を有していることから、同一の孔穿設線上に形成しやすくできる（請求項２）。

前記回転軸側の側孔の径と前記斜板側の側孔の径とは、相互に径寸法を異ならしめたことから、圧入時の前記側孔の整合が容易となる。また、前記回転軸には、吸入室に開口する側孔も、前記クランク室に開口の側孔と同じ傾斜角を有していることから、同一の穿孔具の共有化が図れるものである（請求項５）。

以下、この考案の最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。

図１において、冷媒を作動流体とする冷凍サイクルに用いられる固定容量斜板式往復動型と称されるピストン型圧縮機が示され、図２において、その中央部分のクランク室付近が示されている。

この圧縮機は、フロント側シリンダブロック１と、このフロント側シリンダブロック１に組み付けられるリア側シリンダブロック２と、フロント側シリンダブロック１のフロント側（図中、左側）にバルブプレート３を介して組み付けられたフロントヘッド４と、リア側シリンダブロック２のリア側（図中、右側）にバルブプレート５を介して組み付けられたリアヘッド６とを有して構成されている。そして、これらフロントヘッド４、フロント側シリンダブロック１、リア側シリンダブロック２、及びリアヘッド６は、図示しない締結ボルトにより軸方向に締結され、圧縮機全体のハウジングを構成している。

フロント側シリンダブロック１とリア側シリンダブロック２の内部には、それぞれのシリンダブロックを組み付けることによって画成されたクランク室７が設けられている。このクランク室７には、フロント側シリンダブロック１及びリア側シリンダブロック２に形成された回転軸支持孔８，９に軸受け１０，１１を介して回転自在に支持され、且つ一端がフロントヘッド４から突出する回転軸１２が配設されている。軸受け１０，１１は、後述する回転軸内通路の側孔の開口の妨げとならない位置に取付けられている。また、回転軸１２の先端部とフロントヘッド４との間には、冷媒の漏洩を防止するためのシール部材１３が配され、フロントヘッド４から突出した回転軸１２の先端には、電磁クラッチ１４が取付けられるようになっている。

それぞれのシリンダブロック１，２には、回転軸支持孔８，９に対して平行に、且つ、回転軸を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア１５が形成されている。そして、それぞれのシリンダボア１５内には、両端に頭部を有する両頭ピストン１７が往復摺動可能に挿入され、この両頭ピストン１７とバルブプレート３，５との間に圧縮室１８が画成されている。

回転軸１２には、クランク室７に収容され、この回転軸１２と共に回転する斜板２０が回転軸１２に外嵌されている。
この斜板２０は、円板状部分２０ａと、その円板状部分２０ａが所定の角度を持って取付けられているボス２０ｂとより成り、ボス２０ｂが前記回転軸１２に圧入して外嵌されている。そして、この斜板２０は、フロント側シリンダブロック１及びリア側シリンダブロック２に対してスラスト軸受け２１，２２を介して回転自在に支持されており、周縁部分が前後を挟み込むように設けられた半球状の一対のシュー２３ａ，２３ｂを介して両頭ピストン１７の中央部に形成された係留凹部１７ａに係留されている。したがって、回転軸１２が回転して斜板２０が回転すると、その回転運動がシュー２３ａ，２３ｂを介して両頭ピストン１７の往復運動に変換され、圧縮室１８の容積が変化するようになっている。

それぞれのバルブプレート３，５には、シリンダブロック側端面に設けられた吸入バルブによって開閉される吸入孔３ａ，５ａ，と、シリンダヘッド側端面に設けられた吐出バルブによって開閉される吐出孔３ｂ，５ｂとがそれぞれのシリンダボアに対応して形成されている。さらに、フロントヘッド４とリアヘッド６とには、圧縮室１８に供給する冷媒を収容するための吸入室２７ａ，２７ｂと圧縮室１８から吐出した冷媒を収容するための吐出室２８ａ，２８ｂとがそれぞれ形成されている。この例においては、吸入室２７ａ，２７ｂはそれぞれのヘッド４，６の略中央に形成され、吐出室２８ａ，２８ｂは吸入室２７ａ，２７ｂの周囲に形成されている。

また、ハウジングを構成するリア側シリンダブロック２には、外部サイクルから冷媒を吸入するための吸入口３０と、吐出室２８ａ，２８ｂに連通し、圧縮した冷媒を吐出するための吐出口とが形成されている。

本構成例において、吸入口３０から吸入室２７ａ，２７ｂに至る吸入経路は、吸入口３０に連通するクランク室７と、クランク室７を貫通する回転軸１２に形成された回転軸内の軸孔３２を経由してフロントヘッド４及びリアヘッド６のそれぞれの吸入室２７ａ，２７ｂに至る第１の吸入経路と、吸入口３０から流入された冷媒を前記クランク室７を経由せずに直接吸入室２７ａ，２７ｂへ導く第２の吸入経路とを有して構成されている。

より具体的には、クランク室７の外側に吸入孔３０と接続する軸方向に延設された軸方向通路３３を形成し、第１の吸入経路は、この軸方向通路３３の途中にクランク室７に連通する絞り孔３４と、前記回転軸１２内でその軸方向にリア側先端からフロント側へ穿設の軸孔３２と、該回転軸１２と斜板２０のボスに形成され、クランク室７に連通の一対の側孔３５ａ，３５ｂとで構成され回転軸１２の軸孔３２の一方が前記吸入室２７ｂに連通され、フロントヘッド側先端に径方向の側孔３６ａ，３６ｂが形成され、フロント側の吸入室２７ａに連通されている。

前記側孔３５ａ，３５ｂは、互いに回転軸１２を１８０度回転した位置にあり、且つ回転軸１２の軸線に対して所定の傾斜θを有して形成されていることが好ましく、その傾斜θを何度にするかは設計上適宜に決められる。この実施例では、前記斜板２０の傾斜方向と反対方向となっている。この側孔３５ａ，３５ｂは、回転軸１２の部位と、斜板２０の部位とで構成され、それぞれ、側孔３５ａ１，３５ａ２と側孔３５ｂ１，３５ｂ２とより同一の孔穿設線上にある。具体的には、一対の側孔３５ａ，３５ｂは、組付前にそれぞれ穿設され、その後に回転軸１２に斜板２０を外嵌して、側孔３５ａ１，３５ａ２とを、側孔３５ｂ１と３５ｂ２とを整合して取付けている。なお、側孔３５ａ１，３５ｂ１は側孔３５ａ２，３５ｂ２よりその径寸法を大きくしても良いが、逆に小さくしても良く、相互に径寸法を異ならしめて、圧入時の孔の整合性を容易とすることができる。

また、第２の吸入経路は、クランク室７の外側に形成された前記軸方向通路３３をフロントヘッド４及びリアヘッド６にかけて延設して、バルブプレート３，５に形成された通孔３ｃ，５ｃを介してフロントヘッド４とリアヘッド６とに形成された導入室３８ａ，３８ｂに連通し、また、フロントヘッド４及びリアヘッド６のそれぞれに吐出室２８ａ，２８ｂと干渉しないように径方向外側から穿設される径方向通路３９ａ，３９ｂを形成し、この径方向通路３９ａ，３９ｂにより導入室３８ａ，３８ｂと吸入室２７ａ，２７ｂとを接続する経路となっている。

それに加えて、前記軸方向通路３３からバルブプレート３，４の手前で、フロント側及びリア側シリンダブロック１，２の径方向にバイパス通路４５ａ，４５ｂを形成すると共に、バルブプレート３，４にも通孔３ｄ，５ｄを形成して、前記バイパス通路４５ａ，４５ｂ及び通孔３ｄ，５ｄによる迂回通路より前記吸入室２７ａ，２７ｂにも接続する経路も有している。この第２の吸入経路は、吸入口３０から吸入された冷媒の一部を、クランク室７を経由しないで圧縮機前後の吸入室２７ａ，２７ｂへ導くようにしている。

このように形成されている吸入経路において、第１の吸入経路には、そこを流れる冷媒量を第２の吸入経路を流れる冷媒量よりも少なく規制する絞りとなる絞り孔３４が設けられている。この例において、絞り孔３４は、第１の吸入経路のクランク室７の上流部位に設けられているもので、例えば、ハウジングを構成するフロント側シリンダヘッド１とリア側シリンダヘッド２との突き合わせ部分に形成されている。

したがって、第１の吸入経路であるクランク室７に流入したオイル混じりの冷媒は、シャフト１２の回転による遠心分離作用によりオイルが分離されることとなる。しかも、絞り孔３４の大きさを第１の吸入経路を流れる冷媒量が第２の吸入経路を流れる冷媒量よりも少なくなる大きさに形成したので、冷媒が回転軸１２の側孔３５ａ，３５ｂを通過する時の流速が抑えられ、上述した遠心分離作用をさらに確実にすることができる。

図３において、実施例１で示したと同様な冷媒圧縮用のピストン型圧縮機の他の実施例が示されている。この実施例２に示すピストン型圧縮機は、吸入手段としてロータリーバルブを採用している点が実施例１と相違する所である。したがって、実施例２に示す圧縮機にあって、実施例１と同一の部分は、説明の重複を避けるため、同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、相違する部分のみを以下に説明する。

圧縮機にあって、吸入手段であるロータリーバルブ４１は、回転軸１２と、それを支えるシリンダブロック１及び２とに形成され、該回転軸１２には、前記した側孔３５ａ，３５ｂから同じ距離を離れた両端近くに位置し、該回転軸１２に対して径方向に分配孔４２ａ，４２ｂが形成され、軸孔３２と連通している。

また、この分配孔４２ａ，４２ｂと、間欠的に連通する導入孔４３ａ，４３ｂが前記シリンダブロック１，２に形成され、該導入孔４３ａ，４３ｂも、気筒数と同数有していて、該導入孔４３ａ，４３ｂは、前記複数のシリンダボア１５，１５にそれぞれ連通している。

この導入孔４３ａ，４３ｂと前記分配孔４２ａ，４２ｂとは、該分配孔４２ａ，４２ｂが回転軸１２に形成されていることから、両頭のピストン１７の往復動と同期しており、該分配孔４２ａ，４２ｂと導入孔４３ａ，４３ｂとの連通時は、吸入工程時となっている。

即ち、第１の吸入経路は、吸入口３０、絞り孔３４、クランク室７、側孔３５ａ，３５ｂ、軸孔３２及びロータリーバルブ４１の分配孔４２ａ，４２ｂ、導入孔４３ａ，４３ｂとで構成されることになる。

この第２の実施例にあっても、前記第１の吸入経路を構成する前記側孔３５ａ，３５ｂは、互いに回転軸１２を１８０度回転した位置にあり、且つ回転軸１２の軸線に対して所定の傾斜θを有して形成されていることが好ましく、その傾斜θを何度にするかは設計上適宜に決められる。

この側孔３５ａ，３５ｂを説明するにあたり、同一構成のため、実施例１の図２を参照して説明すると、該側孔３５ａ，３５ｂは、回転軸１２の部位と、斜板２０の部位とで構成され、それぞれ、側孔３５ａ１，３５ａ２と側孔３５ｂ１，３５ｂ２とより同一の孔穿設線上にある。具体的には、一対の側孔３５ａ，３５ｂは、組付前にそれぞれ穿設され、その後に回転軸１２に斜板２０を外嵌して、側孔３５ａ１，３５ａ２とを、側孔３５ｂ１と３５ｂ２とを整合して取付けている。なお、側孔３５ａ１，３５ｂ１は側孔３５ａ２，３５ｂ２よりその径寸法を大きくしても良いが、逆に小さくしても良く、相互に径寸法を異ならしめて、圧入時の孔の整合性を容易とすることができる。

また、前述の図３に戻り、第２の吸入経路は、クランク室７の外側に形成された前記軸方向通路３３をフロントヘッド４及びリアヘッド６にかけて延設して、バルブプレート３，５に形成された通孔３ｃ，５ｃを介してフロントヘッド４とリアヘッド６とに形成された導入室３８ａ，３８ｂに連通し、また、フロントヘッド４及びリアヘッド６のそれぞれに吐出室２８ａ，２８ｂと干渉しないように径方向外側から穿設される径方向通路３９ａ，３９ｂを形成し、この径方向通路３９ａ，３９ｂにより導入室３８ａ，３８ｂと吸入室４０ａ，４０ｂとを接続している。

それに加えて、この吸入室４０ａ，４０ｂに至るまでには、前記軸方向通路３３からバルブプレート３，４の手前で、フロント側及びリア側シリンダブロック１，２の径方向にバイパス通路４５ａ，４５ｂを形成すると共に、バルブプレート３，４にも通孔３ｄ，５ｄを形成して、前記バイパス通路４５ａ，４５ｂ及び通孔３ｄ，５ｄによる迂回通路より前記吸入室４０ａ，４０ｂにも接続する経路も有している。

この第２の吸入通路の後端は、吸入室４０ａ，４０ｂに接続する回転軸１２に形成の側孔３６ａ，３６ｂ、または直接、回転軸１２の軸孔３２に繋がり、前記ロータリーバルブ４１に至っている。即ち、第２の吸入経路は吸入口３０から吸入された冷媒の一部を、クランク室７を経由しないで圧縮機前後の吸入室４０ａ，４０ｂへ、それからロータリーバルブ４１へ導くようにしている。

この考案の第１の実施例を示す断面図である。 同上の中心部分のクランク室付近の断面図である。 この考案の第２の実施例を示す断面図である。 従来例を示す断面図である。

符号の説明

１ フロント側シリンダブロック
２ リア側シリンダブロック
３ バルブプレート
４ フロントヘッド
５ バルブプレート
６ リアヘッド
７ クランク室
１２ 回転軸
１４ 電磁クラッチ
１８ 圧縮室
２０ 斜板
２０ａ 円板状部分
２０ｂ ボス
２７ａ，２７ｂ 吸入室
２８ａ，２８ｂ 吐出室
３２ 軸孔
３３ 軸方向通路
３５ａ，３５ｂ 側孔
３６ａ，３６ｂ 側孔
４１ ロータリーバルブ
４２ａ，４２ｂ 分配孔
４３ａ，４３ｂ 導入孔

Claims (5)

1. ハウジングと、前記ハウジングに形成されたシリンダボア内を往復摺動するピストンと、前記ハウジング内に形成されたクランク室と、前記クランク室を貫通し、前記ハウジングに回転自在に支承された回転軸と、前記クランク室に収容され、前記回転軸の回転により回転して前記ピストンを往復動させる斜板と、前記ハウジングに形成されて作動流体を吸入する吸入口及び吐出する吐出口とを有するピストン型圧縮機において、
   前記回転軸内に軸方向に沿って形成された軸孔と、この軸孔に連通し、前記回転軸並びに前記斜板の径方向に形成されて前記クランク室に開口する側孔を少なくとも備え、前記クランク室から前記側孔を通り、前記軸孔を経由して作動流体を吸入側に導く吸入経路を持ち、
   前記側孔は一対で、同一の孔穿設線上に形成されることを特徴とするピストン型圧縮機。
2. 前記一対の側孔は、前記回転軸に対して所望の傾斜角を有していることを特徴とする請求項１記載のピストン型圧縮機。
3. 前記側孔は、回転軸と、該回転軸に圧入されて固着の斜板にそれぞれ形成され、且つ整合して一連に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のピストン型圧縮機。
4. 前記回転軸側の側孔の径と前記斜板側の側孔の径とは、相互に径寸法を異ならしめることを特徴とする請求項１，２又は３記載のピストン型圧縮機。
5. 前記回転軸には、吸入室に開口する側孔も、前記クランク室に開口の側孔と同じ傾斜角を有していることを特徴とする請求項１記載のピストン型圧縮機。

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