JP3858513B2

JP3858513B2 - 圧縮機

Info

Publication number: JP3858513B2
Application number: JP10846099A
Authority: JP
Inventors: 孝宏石原; 昭生森下; 和也村田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2019-04-15
Also published as: JP2000297745A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を吸入圧縮する圧縮機に関するもので、車両用冷凍サイクルの圧縮機に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
車両用冷凍サイクル用の圧縮機として、例えば斜板型圧縮機（以下、圧縮機と略す。）では、複数個の作動室に冷媒を供給する吸入室は、斜板室を介して蒸発器側に接続される吸入口に連通しているので、吸入口に流入する冷媒は、斜板室を経由して吸入室に流入することとなる。
【０００３】
ところで、斜板室の体積は、吸入室に比べて十分に大きく、多量の冷媒が充満しているので、圧縮機の停止時等、圧縮機の温度が低下したときには、斜板室内の冷媒が凝縮して斜板室内に多量の液冷媒が溜まってしまう。
このため、斜板室内に多量の液冷媒が溜まった状態で圧縮機を起動させると、斜板室内の液冷媒が多量に吸入室に吸入されてしまうので、作動室にて液冷媒を圧縮してしまい、比較的大きな騒音（液圧縮音）が発生してしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この液圧縮音を防止する手段として、圧縮機に駆動力を伝達する電磁クラッチを滑らせながら（半クラッチ状態としながら）圧縮機を起動する、又は電磁クラッチを比較的短い周期で電磁クラッチを断続した後、電磁クラッチを完全に接続する等の手段が知られている。
【０００５】
しかし、これらの手段では、電磁クラッチの耐久性を低下させるとともに、電磁クラッチの制御が複雑になってしまうので、電磁クラッチを含めた冷凍サイクルの製造原価上昇を招いてしまう。
また、車両用冷凍サイクルでは、走行用エンジンから駆動力を得て圧縮機を駆動しているので、エンジンの始動と連動させて圧縮機を起動させることにより、圧縮機の回転数を徐々に上昇させて液冷媒を徐々に吸入圧縮することによって、液圧縮音を防止する手段も知られている。
【０００６】
しかし、この手段では、エンジンの始動時に圧縮機の駆動トルクが作用するので、エンジンの始動性が悪化すると言う問題が発生する。
本発明は、上記点に鑑み、簡便な手段にて液圧縮音の低減を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、吸入口（３４）からシャフト（５）が収納される空間（３８ａ）内に流入した流体を吸入室（２７、３１）に導く複数本の複数本の吸入通路（４０、４１）のうち、シャフト（５）より上方側にて空間（３８ａ）に向けて開口する吸入通路（４０）の通路抵抗が、シャフト（５）より下方側にて空間（３８ａ）に向けて開口する吸入通路（４１）の通路抵抗に比べて小さくなるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
これにより、吸入室（２７、３１）には、シャフト（５）より下方側にて開口する吸入通路（４１）に比べて、シャフト（５）より上方側にて開口する吸入通路（４０）から多くの流体が吸入されるので、吸入室（２７、３１）に多量の液相の流体が吸入されることを防止できる。したがって、簡便な手段にて液圧縮音のの低減を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、吸入口（３４）からシャフト（５）が収納される斜板室（３８ａ）内に流入した流体を吸入室（２７、３１）に導く複数本の吸入通路（４０、４１）のうち、シャフト（５）より上方側にて斜板室（３８ａ）に向けて開口する吸入通路（４０）の通路抵抗が、シャフト（５）より下方側にて斜板室（３８ａ）に向けて開口する吸入通路（４１）の通路抵抗に比べて小さくなるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、請求項１に記載の発明と同様に、簡便な手段にて液圧縮音の発生を防止できる。
【００１２】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係る圧縮機を車両用冷凍サイクルの斜板型圧縮機に適用したものであり、図１は、本実施形態に係る斜板型圧縮機（以下、単に圧縮機と呼ぶ。）１００の軸方向断面であり、図２は冷凍サイクルの模式図である。
図２中、２００は圧縮機１００から吐出した冷媒を冷却する凝縮器（放熱器）であり、３００は凝縮器２００から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出するとともに、冷凍サイクル中の余剰冷媒を蓄えるレシーバ（気液分離手段）である。
【００１４】
４００はレシーバ３００から流出する冷媒を減圧する減圧器であり、５００は減圧器４００にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器である。なお、減圧器４００は、蒸発器５００出口側の冷媒加熱度が所定値となるようにその開度が調節される温度式膨張弁式のものである。
次に、図１に基づいて本実施形態に係る圧縮機１００について述べる。
【００１５】
５は電磁クラッチ（図示せず）を介して外部駆動源（車両走行用エンジン）からの駆動力を得て回転するシャフトであり、このシャフト５は水平方向に延びてシリンダブロック（ハウジング）２、３に配置されたラジアル軸受１３、１４及びスラスト軸受１１、１２によって回転可能に保持されている。ここで、ラジアル軸受１３、１４はシャフト５の垂直方向の荷重に対抗し、スラスト軸受１１、１２はシャフト５の軸方向荷重に対抗している。
【００１６】
シリンダブロック２、３内には、シャフト５と平行、かつ、シャフト５を中心として周方向に５等分する位置にシリンダボア９ａ、９ｂが形成されており（図３参照）、シリンダブロック２側にはシリンダボア９ａが５本、シリンダブロック３側にはシリンダボア９ｂが５本と合計１０本形成されている。
また、両シリンダボア９ａ、９ｂには、各シリンダボア９ａ、９ｂ内で往復運動する第１、２ピストン部８ｂ、８ａが形成された双頭ピストン（可動部）８が挿入れており、この双頭ピストン８及び両シリンダボア９ｂ、９ａによって第１作動室３８及び第２作動室３９がそれぞれ５個づつ形成されている。
【００１７】
６はシャフト５に結合されてシャフト５と一体的に回転するとともに、シャフト５に対して所定量傾いた斜板６であり、この斜板６は、シュー７を介して双頭ピストン８と摺動、かつ、揺動可能に連結するとともに、シャフト５の回転運動を往復運動に変換して双頭ピストン８を両シリンダボア９ａ、９ｂ内に往復運動させるものである。
【００１８】
したがって、本実施形態では、シリンダブロック２、３、双頭ピストン８及び斜板６等から、複数個の作動室３８、３９の体積を拡大縮小させて冷媒（流体）を吸入圧縮する圧縮機構Ｃｐが構成されている。
また、両シリンダブロック２、３の端面には、両作動室３８、３９内に吸入された冷媒の逆流を防止する吸入弁（図示せず）及び両シリンダボア９ａ、９ｂを閉塞するバルブプレート１５、１６が配置されている。
【００１９】
そして、バルブプレート１５にはシリンダボア９ａに連通する吸入ポート３４と吐出ポート３５が形成れており、シリンダボア９ａの反対側の吐出ポート３５には、作動室３９から吐出した冷媒の逆流を防止する吐出弁１７と、この吐出弁１７の最大開度を規制する弁止板１８とがボルト（図示せず）によってバルブプレート１５に固定されている。
【００２０】
同様に、バルブプレート１６には、シリンダボア９ｂに連通する吸入ポート２５と吐出ポート２６が形成されており、シリンダボア９ｂの反対側の吐出ポート２６には吐出弁１９と弁止板２０とがボルト（図示せず）によってバルブプレート１６に固定されている。
なお、バルブプレート１５及び吐出弁１７はフロントハウジング１とシリンダブロック２とによって挟まれてボルト３７によって共締めされ、バルブプレート１６及び吐出弁１９はリアハウジング４とシリンダブロック３とによって挟まれてボルト３６によって共締めされている。
【００２１】
また、フロントハウジング１には、フロントハウジング１とシャフト５との隙間から冷媒が外部へ漏れることを防止する軸シール１０が配置され、この軸シール１０はシャフト５に圧入されたリング１０ａの端面１０ｂに接して冷媒の漏れを防止している。
ところで、シリンダブロック２には、蒸発器（外部機器）５００の冷媒流出側に接続される吸入口２４が形成されており、吸入口２４から吸入された冷媒は、シリンダブロック２内に形成された斜板６を収納する斜板室（空間）３８ａを経由して第１、２吸入通路４０、４１からフロントハウジング１に形成された吸入室３１及びリアハウジング４に形成された吸入室２７に供給される。
【００２２】
そして、シャフト５より下方側にて開口する第２吸入通路４１には、第２吸入通路４１の通路抵抗（圧力損失）がシャフト５より上方側にて開口する第１吸入通路４０の通路抵抗より大きくなるように絞り手段４２（本実施形態では、φ１〜３ｍｍの固定絞り）が配設されている。
なお、吸入室３１は３個の作動室３９に冷媒を分配供給するものであり、吸入室２７は３個の作動室３８に冷媒を分配供給するものである。
【００２３】
また、２３は凝縮器（外部機器）２００の冷媒流入側に接続される吐出口であり、各作動室３８、３９から吐出した冷媒は、吐出室２８、３２にて集合回収されて吐出口２３から凝縮器に向けて吐出される。なお、吐出室２８に集合回収された冷媒は、吐出通路３０及び吐出室２８を経由して吐出口２３に導かれる。
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００２４】
斜板室３８ａ内に液冷媒が溜まると、前述のごとく、液圧縮音が発生し易くなるが、発明者等の種々に渡る試験検討によると、液冷媒の液面がシャフト５を越えたときに、特に顕著に液圧縮音が発生することを確認している。
そして、本実施形態では、シャフト５より上方側に位置して斜板室３８ａに向けて開口する第１吸入通路４０の通路抵抗が、シャフト５より下方側に位置して斜板室３８ａに向けて開口する第２吸入通路４１の通路抵抗より小さいので、両吸入室２７、３１には、第２吸入通路４１に比べて第１吸入通路４０から多くの冷媒が吸入される。
【００２５】
したがって、両吸入室２７、３１に多量の液冷媒が吸入されることを防止できるので、第１吸入通路４０の通路抵抗を第２吸入通路４１の通路抵抗より小さいするといった簡便な手段にて液圧縮音の発生を抑制できる。延いては、冷凍サイクルの製造原価低減を図りつつ、液圧縮音の低減を図ることができる。
（第２実施形態）
第１実施形態では、第２吸入通路４１に絞り手段４２を設けることにより第１吸入通路４０の通路抵抗を第２吸入通路４１の通路抵抗より小さくしたが、本実施形態は、図４に示すように、シャフト５より下方側に位置する第２吸入通路４１を廃止して、第１吸入通路４０のうち斜板室３８ａ側に開口する開口部４０ａが、シャフト５より上方側のみに位置するように構成したものである。
【００２６】
これにより、シャフト５より下方側に溜まった液冷媒が両吸入室２７、３１に吸入されることを防止できるので、多量の液冷媒が両吸入室２７、３１に吸入されることを防止できる。したがって、簡便な手段にて液圧縮音の発生を防止できる。
ところで、上述の実施形態では、斜板６により双頭ピストン８を往復運動させたが、クランクシャフトによりピストンを往復運動させる圧縮機であってもよい。なお、この場合は、クランクシャフトが収納されるクランク室が斜板室３８ａに相当する。
【００２７】
また、第１実施形態では、絞り手段４２を設けることにより、第２吸入通路４４１の通路抵抗を第１吸入通路４０より大きくしたが、図５に示すように、第２吸入通路４４１の通路断面積を第１吸入通路４０の通路断面積より小さくすることにより、第２吸入通路４４１の通路抵抗を第１吸入通路４０より大きくしてもよい。なお、この例では、第１吸入通路４０の通路径は約φ１２ｍｍ相当であり、第２吸入通路４１の通路径は約φ２ｍｍ相当である。
【００２８】
さらに、上述の実施形態では、双頭ピストン型の斜板型圧縮機であったが、ピストン部を片側のみに有する片斜板型圧縮機やワッブル型圧縮機等のその他の圧縮機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧縮機の軸方向断面図である。
【図２】冷凍サイクルの模式図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る圧縮機の軸方向断面図である。
【図５】本発明の変形例に係る圧縮機の軸方向断面図である。
【符号の説明】
５…シャフト、６…斜板、２７、３１…吸入室、３８、３９…作動室、
４０…第１吸入通路、４１…第２吸入通路。

Claims

ハウジング（１〜４）に対して可動する可動部（８）を有し、
前記ハウジング（１〜４）及び前記可動部（８）によって形成される複数個の作動室（３８、３９）の体積を拡大縮小させることにより流体を吸入圧縮する圧縮機構（Ｃｐ）と、
前記ハウジング（１〜４）内に回転可能に支持され、前記可動部（８）を可動させるシャフト（５）とを備え、
前記ハウジング（１〜４）には、前記複数個の作動室（３８、３９）に流体を分配供給する吸入室（２７、３１）、外部機器に接続される吸入口（２４）及び吐出口（２３）、前記シャフト（５）が収納される空間（３８ａ）、並びに前記吸入口（３４）から前記空間（３８ａ）内に流入した流体を前記吸入室（２７、３１）に導く複数本の吸入通路（４０、４１）が設けられており、
さらに、前記複数本の吸入通路（４０、４１）のうち、前記シャフト（５）より上方側にて前記空間（３８ａ）に向けて開口する吸入通路（４０）の通路抵抗が、前記シャフト（５）より下方側にて前記空間（３８ａ）に向けて開口する吸入通路（４１）の通路抵抗に比べて小さくなるように構成されていることを特徴とする圧縮機。
水平方向に延びて配設され、回転するシャフト（５）と、
前記シャフト（５）の長手方向と平行な方向に往復運動する複数本のピストン（８）と、
前記ピストン（８）が摺動可能に挿入された複数本のシリンダボア（９ａ、９ｂ）が形成されたハウジング（１〜４）と、
前記シャフト（１〜４）に対して傾いた状態で前記シャフト（５）と共に回転することにより前記ピストン（８）を往復運動させる斜板（６）とを有し、
前記ハウジング（１〜４）には、前記複数本のピストン（８）及び前記複数本のシリンダボア（９ａ、９ｂ）によって形成される複数個の作動室（３８、３９）に流体を分配供給する吸入室（２７、３１）、外部機器に接続される吸入口（２４）及び吐出口（２３）、前記シャフト（５）が収納される斜板室（３８ａ）、並びに前記吸入口（３４）から前記斜板室（３８ａ）内に流入した流体を前記吸入室（２７、３１）に導く複数本の吸入通路（４０、４１）が設けられており、
さらに、前記複数本の吸入通路（４０、４１）のうち、前記シャフト（５）より上方側にて前記斜板室（３８ａ）に向けて開口する吸入通路（４０）の通路抵抗が、前記シャフト（５）より下方側にて前記斜板室（３８ａ）に向けて開口する吸入通路（４１）の通路抵抗に比べて小さくなるように構成されていることを特徴とする圧縮機。