JP3648770B2 - 斜板型圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両空調用に供して好適な斜板型圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の斜板型圧縮機として、例えば特開昭６１−２１５４６８号公報に示された構成のものが知られている。この圧縮機は、複数のボアを並設したシリンダブロックと、クランク室を形成して該シリンダブロックの一端を閉塞するフロントハウジングと、中央域に吐出室、外周域に吸入室を形成し、弁板を介して該シリンダブロックの他端を閉塞するリヤハウジングと、該クランク室内に延在する駆動軸と、該クランク室内で該駆動軸と共に回転し、かつ傾角変位可能な回転斜板と、吐出室とクランク室とを連通する給気通路と、その給気通路を開閉するための開閉弁と、吸入室とクランク室とを常時連通する抽気通路とを備えている。そして、クランク室の圧力が設定値以下になったとき、その圧力に応答して開閉弁を作動させて給気通路を開放し、設定値以上になったとき、開閉弁を作動させて給気通路を閉鎖するための弁制御機構が設けられている。
【０００３】
したがって、開閉弁が給気通路を閉鎖した圧縮機の運転状態において、圧縮室からクランク室へブローバイされた冷媒ガスは、抽気通路を経て常に吸入室へ還元される。そして車室温度が下がり、冷房負荷が小さくなって、吸入圧力の低下とともにクランク室圧力が設定値以下になると、弁制御機構により開閉弁が開かれて吐出室からクランク室へ高圧の冷媒ガスが導入され、クランク室圧力を上昇させる。その後クランク室圧力が設定値以上になると、弁制御機構により開閉弁が閉じられて給気通路が閉鎖され、クランク室の圧力上昇は停止される。こうしてクランク室圧力は定常運転中ほぼ設定値に保持され、このクランク室圧力と冷房負荷の変動に追従する吸入圧力との差圧によってピストンストローク、つまり吐出容量が制御される。
【０００４】
また、上記給気通路と、その給気通路を開閉するための開閉弁とを有しない固定容量型圧縮機においても、圧縮室からクランク室へブローバイされた冷媒ガスは、抽気通路を経て常に吸入室へ還元される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記可変容量型の圧縮機においては、吸入室とクランク室とを連通する抽気通路は、通常シリンダブロックに貫設されている。そして、この抽気通路の断面積は、低容量運転移行時にクランク室圧力を効果的に上昇させるために小さく設定する必要がある。とくに低負荷時、吐出圧力が極端に低い状態では余程断面積を絞らない限りクランク室圧力が上昇せず、事実上低容量制御が不能状態に陥ってしまう。
【０００６】
ところが、圧縮機の軽量化要求から、近年ではシリンダブロック材、ピストン材としてアルミ合金が使用されるようになったが、アルミ合金からなるシリンダブロック材に抽気通路としての小径の絞り孔をドリル加工する場合には、切粉が刃部に絡みつくため、加工精度や生産性を低下させるといった問題がある。
また、上記固定容量型の圧縮機においても、ブローバイされた冷媒ガスによりクランク室内が高温高圧の雰囲気になることによってクランク室内に配設された軸受やシール部材等の耐久性が低下することを防ぐために、吸入室とクランク室とを連通する抽気通路を設け、冷媒ガスを逃がしている。この場合、シリンダブロックが充分な強度を有しないときは、シリンダブロック材に抽気通路として小径の孔をドリル加工するため、やはり生産性が低下してしまうといった問題がある。
【０００７】
一方、圧縮機においては、従来より吸入圧力の脈動が問題となっている。車両空調装置の場合、上記吸入脈動は、圧縮機の吸入管路を介して蒸発器に伝達され、該蒸発器及びその周辺の配管を振動させて、車室で異音を発生させる原因となる。このため、従来は、圧縮機の吸入室と蒸発器とを結ぶ配管に吸入脈動を低減可能なマフラを設けることが行われている。
【０００８】
しかしながら、上述のような配管に装備されるマフラは、車両への設置スペースを増加させ、高密度化された最近の車両におけるエンジンルームへの設置が困難になってきている。また、マフラによるコストアップも避けられない。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、加工精度や生産性を低下させることなく上記抽気通路を形成するとともに、別途マフラを設けることなく吸入脈動を低減させることのできる斜板型圧縮機を創出することを解決すべき技術課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題解決のため、複数のボアを並設したシリンダブロックと、クランク室を形成して該シリンダブロックの一端を閉塞するフロントハウジングと、中央域に吸入室、外周域に吐出室を形成し、弁板を介して該シリンダブロックの他端を閉塞するリヤハウジングと、該クランク室内に延在し該シリンダブロックに軸受を介して支承された駆動軸と、該クランク室内で該駆動軸と共に回転可能な回転斜板とを装備した斜板型圧縮機において、前記シリンダブロックに前記吸入室と連通する副吸入室を設けるとともに、前記駆動軸とシリンダブロック及び軸受との間に該副吸入室とクランク室とを連通する抽気通路を設けるという新規な手段を採用する。
【００１０】
本発明の斜板型圧縮機は、好適な態様において、前記回転斜板が傾角変位可能に支持され、吸入圧力とクランク室圧力との差圧を調節して該回転斜板の傾角を変えることにより吐出容量を制御する制御弁機構を装備している。
好適な態様において、前記制御弁機構は、吐出室とクランク室とを連通する給気通路に配設され、吸入圧力に応動して該給気通路の流量を調整する。
【００１１】
好適な態様において、前記抽気通路は、駆動軸とシリンダブロックとの間に絞り部が形成され、またこの絞り部は軸受の前方側において駆動軸とシリンダブロックとの間に形成されている。
好適な態様において、前記抽気通路は、駆動軸と軸受との間に絞り部が形成され、またこの絞り部は駆動軸と軸受前端部との間に形成されている。
【００１２】
【作用】
本発明の圧縮機では、シリンダブロックに吸入室と連通する副吸入室が形成されているので、該副吸入室により実質的な吸入室の容積拡張効果を生じ、吸入脈動を低減させることができる。
また、駆動軸とシリンダブロック及び軸受との間に副吸入室とクランク室とを連通する抽気通路を設けているので、抽気通路としての小径の絞り孔をシリンダブロックに高精度にドリル加工するといった従来の煩わしい作業を必要としない。
【００１３】
上記抽気通路の絞り部を駆動軸とシリンダブロックとの間に形成した場合、この絞り部を形成するシリンダブロックの壁面により軸受の抜けを防止することができる。また、上記抽気通路の絞り部を駆動軸と軸受との間に形成した場合、軸受の加工により容易にかつ高精度に絞り部を設定することができる。これらの場合、絞り部を軸受の前方側又は前端部に形成すると、軸受の周囲が吸入雰囲気となる。
【００１４】
【実施例】
以下、図に基づいて本発明の実施例を具体的に説明する。
図１において、圧縮機の外郭の一部を構成するシリンダブロック１の前端には、クランク室７が形成されたフロントハウジング２が結合され、同後端には、中央域に吸入室６、外周域に吐出室５が形成されたリヤハウジング３が弁板４を介して結合されている。このリヤハウジング３には、圧縮機と蒸発器とを接続する配管としての吸入管路が接続される吸入通路（図示せず）が吸入室６に通じるように設けられている。
【００１５】
シリンダブロック１及びフロントハウジング２には、クランク室７内に延在する駆動軸８が一対の軸受３４、３５を介して回転可能に支承されている。クランク室７内の駆動軸８上には回転支持体９が固着され、該回転支持体９の後面側に延出した支持アーム１０の先端部には長孔１０ａが貫設されている。そして該長孔１０ａにはピン１１がスライド可能に嵌入されており、同ピン１１には回転斜板１２が傾動可能に連結されている。
【００１６】
回転支持体９の後端に隣接して駆動軸８上にはスリーブ１３が遊嵌され、コイルばね１４により常に回転支持体９側へ付勢されるとともに、スリーブ１３の左右両側に突設された枢軸１３ａ（一方のみ図示）が回転斜板１２の図示しない係合孔に嵌入されて、該回転斜板１２は枢軸１３ａの周りを揺動しうるように支持されている。
【００１７】
回転斜板１２の後面側には揺動板１５が相対回転可能に支持され、かつ外縁部に設けた案内部１５ａが通しボルト１６と係合することにより自転が拘束されるとともに、シリンダブロック１に貫設されたボア１７内のピストン１８と該揺動板１５とはコンロッド１９により連節されている。したがって、駆動軸８の回転運動が回転斜板１２を介して揺動板１５の前後揺動に変換され、ピストン１８がボア１７内を往復動することにより吸入室６からボア１７内へ吸入された冷媒ガスが圧縮されつつ吐出室５へ吐出される。そしてクランク室圧力と吸入圧力との差圧に応じてピストン１８のストローク及び揺動板１５の傾角が変化し、吐出容量が制御される。なお、クランク室圧力は以下に述べる制御弁により冷房負荷に基づいて制御される。
【００１８】
すなわち、リヤハウジング３に内装された制御弁２０には、吸入圧室２１と吐出圧室２２が対峙して設けられ、吸入圧室２１は通孔２３を介して吸入室６と、また、吐出圧室２２は通孔２４を介して吐出室５とそれぞれ連通せしめられている。そして吸入圧室２１には中心部に配置された大気圧室２５を囲繞するように伸縮自在なベローズ２６が設けられ、該ベローズ２６はばね２７を介して常時伸長方向（吐出圧室２２方向）に付勢されている。一方、吐出圧室２２には吸入圧室２１寄りの一端に弁孔２８が設けられ、該弁孔２８に連なって画設されたポート２９は、給気通路３０を経由してクランク室７に連通されている。また、上記ベローズ２６には弁杆３１の基端が連結されて吐出圧室２２方向に延び、その先端はポート２９及び弁孔２８を貫通して吐出圧室２２内に臨むように設けられている。そして該弁杆３１の先端には弁孔２８と対向させて弁体３２が取付けられ、該弁体３２はベローズ２６の伸縮作用を介して開閉作動可能に構成されるとともに、吐出圧室２２に介装されたばね３３により常に弁孔２８方向（閉じ方向）に付勢されている。したがって、吸入圧室２１に導入される吸入圧力が設定値よりも低下すると、ベローズ２６の伸長と共に弁杆３１は進動して弁体３２を開弁させ、弁孔２８からポート２９及び給気通路３０を経由してクランク室７には吐出冷媒ガスが供給される。
【００１９】
さて、本実施例の圧縮機では、シリンダブロック１及び弁板４に同一断面形状にて副吸入室３６が形成されている。この副吸入室３６は、図２に示すように、シリンダブロック１の中央域から各ボア１７の狭間域へと延出して鎖車状に形成されている。これにより、副吸入室３６の断面積は、可及的に拡大されて吸入室６の断面積に近似せしめられている。また、吸入室６と副吸入室３６とは同軸状に軸方向に連設されており、吸入室６及び副吸入室３６の軸方向長さは、蒸発器を共振させる吸入脈動を低減すべく蒸発器の共振周波数に対応した長さに設定されている。一方、副吸入室３６の前方側は、リヤ側の軸受３５が嵌合された軸孔３７と通じるとともに、駆動軸８の後端が表出している。そして、軸受３５の前方側のシリンダブロック１の前端部には、その内周面と駆動軸８との間に絞り部３８を形成するとともに、その後端面で軸受３５の抜けを防止する環状壁部３９が形成されている。この絞り部３８と、軸受３５及び駆動軸８間の隙間とにより、クランク室７と副吸入室３６とを連通する抽気通路が形成される。なお、上記絞り部３８は、ブローバイガスの円滑な還流と制御弁２０の開弁による低容量側への確実な可変制御とを満足しうる程度に設定されている。
【００２０】
本実施例の圧縮機は上述のように構成されており、圧縮機の停止時には機内の圧力が設定された吸入圧力よりも高い値でバランスしているので、吸入圧室２１の圧力が大気圧とばね２７の合成力を上回ってベローズ２６を縮動させ、弁体３２はばね３３の付勢力により弁孔２８に着座して給気通路３０は閉鎖状態に保たれている。
【００２１】
この状態から図示しない電磁クラッチを介して駆動軸８が回転されると、回転支持体９及び回転斜板１２の回転運動が揺動板１５の揺動運動を介してさらにピストン１８の往復運動へと変換され、圧縮仕事が開始される。つまり、蒸発器からの冷媒ガスが図示しない吸入通路を介して吸入室６に導入される。このとき本実施例では、吸入室６と副吸入室３６とが軸方向に連設されているので、実質的な吸入室の容積拡張効果を生じるとともに、吸入室６及び副吸入室３６の軸方向長さが蒸発器を共振させる吸入脈動を低減すべく蒸発器の共振周波数に対応した長さに設定されているので、蒸発器を共振させる特定周波数の吸入脈動を効果的に減衰させることができる。
【００２２】
そして、上記圧縮機の起動初期においては通常車室温度と共に吸入圧力も高いので、制御弁２０は上述のように給気通路３０を閉鎖している。この制御弁２０が給気通路３０を閉鎖した圧縮機の運転状態において、圧縮作用によりクランク室７へ漏入したブローバイガスは、上記抽気通路を経て常に副吸入室３６へ還流される。このため、クランク室圧力と吸入圧力との差圧は所定値よりも小さく保たれるので、ピストン１８は最大ストロークつまり圧縮機は全容量状態で運転される。
【００２３】
かかる全容量運転の継続により次第に車室温度が低下し、これに追従する吸入室圧力が設定値を越えて低下すると、吸入室２１の圧力が大気圧とばね２７の合成力に屈してベローズ２６の伸動を許し、弁杆３１を介して弁体３２を弁孔２８から離脱させるので、開放された給気通路３０を経由してクランク室７には高圧の吐出冷媒ガスが導入されクランク室圧力を上昇させる。
【００２４】
このようにクランク室圧力が上昇されて吸入圧力との差圧が大きくなると、揺動板１５の傾角並びにピストンストロークが減少されて圧縮機は低容量の制御運転に移行し、冷房負荷に基づいた吸入圧力の復活をまって制御弁２０は給気通路３０を閉鎖する。
上述のように本実施例の圧縮機では、クランク室７内のブローバイガスを吸入室６へ還流させる絞り付抽気通路が、駆動軸８とシリンダブロック１及び軸受３５との間に形成されているので、抽気通路としての小径の絞り孔をシリンダブロックに高精度にドリル加工するといった従来の煩わしい作業を必要としない。また、上記抽気通路の絞り部３８が、軸受３５の前方側に設けられたシリンダブロック１の環状壁部３９の内周面と駆動軸８との間に形成されている。この環状壁部３９の内周面は、ドリル加工により容易に高精度に加工することができるので、絞り部３８の開度を容易にかつ高精度に設定することができる。また、環状壁部３９の後端面で軸受３５の抜けを防止することができる。さらには、軸受３５の周囲が圧縮機内の他の雰囲気と比較して低温低圧の吸入雰囲気に保たれるので、軸受３５の信頼性が向上する。
【００２５】
なお、上記実施例では、軸受３５の前方側に環状壁部３９を設けたが、この環状壁部３９は軸受３９の後方側に設けることもできる。また、上記実施例では、、環状壁部３９の内周面と駆動軸８との間に絞り部３８を設けたが、図３に示すように、軸受３５を構成する外輪の一端側の端部３５ａを縮径化して、この端部３５ａの内周面と駆動軸８との間に絞り部３８を設けることもできる。この場合、環状壁部３９の内周面と駆動軸８との間に絞り部３８を形成する場合と比較して、より簡単に絞り部３８の開度を調整することが可能である。またこの場合、図３に示すように、軸受３５の前端部に絞り部３８を形成すると、軸受３５の周囲が吸入雰囲気に保たれるので、軸受３５の信頼性が向上する。
【００２６】
また、上述の実施例は、揺動板がコンロッドによってピストンと連節された構成の圧縮機について説明したが、必ずしもこれに限るものでなく、シューなどを介して回転斜板を直接ピストンと連係せしめるように構成された圧縮機にも当然適用可能である。
さらに、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、以下のように変更して実施することが可能である。
【００２７】
すなわち、本発明を固定容量型の圧縮機に適用することも可能である。この固定容量型の圧縮機においては、ブローバイガスにより高温高圧になりがちなクランク室内からガスを逃がすために、クランク室と吸入室とを連通する抽気通路を設ける必要があるが、本発明の適用によりこの抽気通路を容易に形成することができる。
【００２８】
また、副吸入室を様々な容積や形状に変更することも可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明圧縮機は、シリンダブロックに吸入室と連通する副吸入室を設けるとともに、駆動軸とシリンダブロック及び軸受との間に該副吸入室とクランク室とを連通する抽気通路を設けたものであるから、抽気通路としての小径の孔をシリンダブロックに高精度にドリル加工するといった従来の煩わしい作業を必要とせず、加工精度や生産性を低下させることなく抽気通路を形成することができる。
【００３０】
また、副吸入室の容積や形状によっては、吸入室及び副吸入室でマフラ作用を果たし、別途マフラを設けることなく吸入脈動を効果的に低減させることができる。
さらに、吐出容量を制御する制御弁機構を装備したものでは、特に抽気通路の加工を高精度に行う必要があるが、容易に高精度な加工を行うことができる。
【００３１】
さらに、軸受の前方側又は前端部に絞り部が形成されるものでは、軸受の周囲が吸入雰囲気に保たれるので、軸受の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る可変容量型圧縮機を示す断面図
【図２】上記圧縮機のシリンダブロックの正面図
【図３】上記圧縮機の抽気通路の絞り部の他の態様を示す部分断面図
【符号の説明】
１はシリンダブロック、２はフロントハウジング、３はリヤハウジング、４は弁板、５は吐出室、６は吸入室、７はクランク室、８は駆動軸、１２は回転斜板、１７はボア、１８はピストン、２０は制御弁、３０は給気通路、３５は軸受、３６は副吸入室、３８は絞り部である。

Claims (7)

1. 複数のボアを並設したシリンダブロックと、クランク室を形成して該シリンダブロックの一端を閉塞するフロントハウジングと、中央域に吸入室、外周域に吐出室を形成し、弁板を介して該シリンダブロックの他端を閉塞するリヤハウジングと、該クランク室内に延在し該シリンダブロックに軸受を介して支承された駆動軸と、該クランク室内で該駆動軸と共に回転可能な回転斜板とを装備した斜板型圧縮機において、
   前記シリンダブロックに前記吸入室と連通する副吸入室を設けるとともに、前記駆動軸とシリンダブロック及び軸受との間に該副吸入室とクランク室とを連通する抽気通路を設けたことを特徴とする斜板型圧縮機。
2. 前記回転斜板は傾角変位可能に支持され、吸入圧力とクランク室圧力との差圧を調節して該回転斜板の傾角を変えることにより吐出容量を制御する制御弁機構を装備している請求項１記載の斜板型圧縮機。
3. 前記制御弁機構は、吐出室とクランク室とを連通する給気通路に配設され、吸入圧力に応動して該給気通路の流量を調整する請求項２記載の斜板型圧縮機。
4. 前記抽気通路は、駆動軸とシリンダブロックとの間に絞り部が形成されている請求項２又は３記載の斜板型圧縮機。
5. 前記絞り部は軸受の前方側において駆動軸とシリンダブロックとの間に形成されている請求項４記載の斜板型圧縮機。
6. 前記抽気通路は、駆動軸と軸受との間に絞り部が形成されている請求項２又は３記載の斜板型圧縮機。
7. 前記絞り部は駆動軸と軸受前端部との間に形成されている請求項６記載の斜板型圧縮機。

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