JP4065063B2 - 往復動圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車輌空調用の圧縮機に関し、詳しくはピストンを装備した往復動型圧縮機に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来の圧縮機は、図3に示すように、複数のボア1aが並設されたシリンダブロック1、内部にクランク室2を形成するようにシリンダブロック1の前端を閉塞するフロントハウジング3、シリンダブロック1とフロントハウジング3とに回転自在に支承された駆動軸8、この駆動軸8に装着された回転斜板14、この回転斜板14に連係して各ボア1a内を直動する単頭ピストン16、中心領域に吐出室6、周辺領域に吸入室7が形成され、かつバルブプレート4を介してシリンダブロック1の後端に設けられたシリンダヘッド5により構成されたものがある。
【0003】
シリンダブロック1には周方向に少なくとも5個のボア1aが並設されており、その前端はクランク室2を内部に含むフロントハウジング3によって閉塞されている。シリンダブロック1の後端にはバルブプレート4を介してシリンダヘッド5が設けられている。シリンダヘッド5内には中心領域に吐出室6が配置され、その周囲の領域には吸入室7が配置されている。
【0004】
駆動軸8は、フロントハウジング3およびシリンダブロック1にそれぞれ固定されたラジアル軸受9、10に支承され、フロントハウジング3側の筒状の突出部3aには軸封装置11が配設されている。
【0005】
クランク室2内の駆動軸8上には回転支持体12が同期回転可能に嵌着されている。クランク室2内の駆動軸8には、回転斜板14が傾動可能に支持されている。そして、回転斜板14は各ボア1a内に嵌挿された単頭ピストン16に一方側が連結されているピストンアーム16aの他方側で球連結されている。
【0006】
回転斜板14の前面側にはヒンジ機構を構成するブラケット17が回転斜板14の上死点位置を跨いで延設されている。
【0007】
一方、回転支持体12の背面側には、相対的にヒンジ機構を構成する支持アーム19が延設され、支持アーム19に設けられているガイドピン18にブラケット17の長穴17aを嵌入することにより、回転斜板14の運動が規制される。なお、回転支持体12及び回転斜板14は合わせて、斜板要素を構成している。
【0008】
また、上述したようにシリンダヘッド5の中心領域には吐出室6が配置されており、吐出室6には吐出ガスをシリンダヘッド5から外へ吐出するための吐出ガス導出路6cが形成されている。
【0009】
さらに、シリンダヘッド5には、シリンダヘッド5の外部から吸入室7に吸入ガスを導入するための吸入ガス導入路(図示せず)が形成されている。
【0010】
したがって、圧縮機が起動されると、駆動軸8の回転運動が回転支持体12及びガイドピン18を介して回転斜板14の回転揺動に変換され、単頭ピストン16がボア1a内を往復運動することにより、吸入室7からボア1a内に吸入された冷媒ガスは圧縮されつつ吐出室6へと吐出される。そしてクランク室2の圧力と吸入室7の圧力との差圧に応じて回転斜板14の傾角及び単頭ピストン16のストロークが変化し、吐出容量が制御される。
【0011】
なお、クランク室圧力はシリンダヘッド5に内装された図示しない制御弁機構により熱負荷に応じて制御される。この場合、各ボア1aから吐出室6内へ吐出された高圧の冷媒ガスは、吐出ガス導出路6cを経由して導入される。吐出冷媒ガスはシリンダブロック1の外郭部に配置された吐出口を経て、これに接続された図示しない冷凍回路へと送出される。
【0012】
因みに、圧縮機では、通常、吸入室7の形状が長くなり、その一端から吸入ガスが導入されるため、各ボアでの吸入ガスの不均一が発生し、体積効率悪化による冷凍能力の低下や、吸入脈動による振動・騒音を引き起こす。また、吸入室の一部の高さを減少すると、吸入通路が狭くなり、同様に体積効率悪化による冷凍能力の低下をもたらす。
【0013】
このような問題を解決するために、実開昭61−145884号公報あるいは特開平7−139463号公報に開示される圧縮機のように、中心領域の吐出室6をまたいで吸入通路を設けて吸入ガスを吸入室7へ導通させたり、あるいは吐出室6を隔てる壁を全体的に高くして、円環状の吸入室7の狭い部分を広げる等が試みられている。
【0014】
図4は、図3に示したような従来のシリンダヘッドの一例を示している。このシリンダヘッドは、図3に示したバルブプレート4側から見た状態を示している。以下、従来のシリンダヘッドを図3の符号と同様に付した符号により図4を参照して説明する。
【0015】
吐出室6には、局部的に吸入室7を分断してボア1aを越えた外周領域まで延在する吐出ガス導出路6cが形成されている。また、シリンダヘッド5には、外部から吸入室7に吸入ガスを導入するための吸入ガス導入路7aが形成されている。
【0016】
このシリンダヘッド5は、図4に示した一平面において吐出室6及び吸入室7を同心円形状に分断している隔壁部31と、この隔壁部31に間隔をもって対向し、吸入室7を画定する円筒形状の外壁部41とを有している。
【0017】
隔壁部31の外壁面には、駆動軸8を中心軸した場合に、中心軸から径方向で異なる寸法となるように周方向に複数の円弧状の凹面31aと複数の円弧状の凸面31bとが交互にかつ曲面状に連続して形成されている。外壁部41は、凹面31aに径方向で対向するよう外壁部41の内壁面41aから凹面31a側へ突出している複数の突部43を有している。なお、突部43を除く外壁部41の肉厚寸法は、一定の肉厚寸法となっている。
【0018】
図4によって明らかなように、突部43と凸面31bとの間には、寸法L1 とL2 との2つの寸法差間隔があり、ボア1aに対してL2 間隔はL1 よりも狭い絞り部分となっている。ここで、図4において破線で示す矢印Aで示す吸入ガス(冷媒ガス)の流れに対しては、吸入室7において吸入ガスの下流側である突部43の一側の領域にガス流の剥離層Aが形成される。
【0019】
なお、突部には、図3に示したシリンダブロック1、ハウジング3及びシリンダヘッド5がボルト10によってネジ締めされるネジ穴6dが形成されている(参照公報としては、特開昭61−207885号公報がある。)。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧縮機では、L2 間隔がL1 間隔よりも狭い絞り部分があるため、吸入ガスの流れに対して、吸入室7において突部43の一側の領域にガス流の剥離層Aが形成される。この絞り部分は、吸入ガスの流れを疎外するもので、ガス流の剥離層Aがあると、流路損失が増大し、ボア1aの吸入効率が低下し、平均化されない、冷凍能力が低下する。
【0021】
また、実開昭61−145884号公報あるいは特開平7−139463号公報に開示されたような吸入室形状の場合、吸入ガス通路を、吐出室の上部をまたいで形成しているため、円環状の吸入室の狭い部分を駆動軸の方向へ拡大するか、あるいは吐出室の空間を減少する必要がある。円環状の吸入室の狭い部分を拡大しようとすると、圧縮機の軸方向長さの増大を招き、車輌搭載時の取り付け性が悪化する。また上記のような構造では吸入ガス通路の加工と吸入室への導通穴の加工が必要になり、構造が複雑で加工性が悪いという欠点がある。
【0022】
それ故に本発明の課題は、圧縮機の軸方向長さの増大を招くことなしに、各ボアでの吸入ガスを均一化することにより、体積効率を改善して冷凍能力を向上させ、吸入脈動による振動・騒音を防止した圧縮機を提供することにある。
【0023】
また、本発明の他の課題は、吸入室の流路抵抗を増加することなく従来の圧縮機よりも軽量な圧縮機を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、中心領域に配置される吐出室と、該吐出室の周囲に沿って周方向に配置される吸入室と、前記吐出室及び前記吸入室を分断している隔壁部と、前記吸入室を画定するよう前記隔壁部と間隔をもって対向しいている外壁部と、前記吐出室に導入される吐出ガスを前記吐出室から前記外壁部の外へ導出するための吐出ガス導出路と、前記吸入室へ吸入ガスを導入するための吸入ガス導入路と、前記吸入室に沿って並設され、ピストンの往復動により前記吸入室へ吸入された前記吸入ガスを圧縮した後に前記吐出室へ前記吐出ガスとして吐出する複数の圧縮要素とを備え、前記外壁部の内壁面には、前記周方向で所定間隔をもちかつ前記隔壁部の外壁面側へ突出している複数の突部が形成されている往復動圧縮機において、前記突部は、前記隔壁部の前記外壁面に対向している円弧状の突面と、前記隔壁部の前記外壁面に対向しかつ該突面の両側から前記外壁部の前記内壁面へ傾斜してのびている傾斜面とを有し、前記隔壁部の前記外壁面には一平面における前記中心領域の中心から半径方向への寸法が前記周方向において異なる寸法となるように前記周方向に複数の円弧状の凹面と複数の円弧状の凸面とが交互に形成されており、前記突面が前記外壁部の前記凹面と対向しており、前記傾斜面が前記隔壁部の前記凸面と対向していることを特徴とする往復動圧縮機が得られる。
【0025】
【作用】
本発明によると、吸入ガスの流れを阻害する絞り部分にガス流の剥離層を埋めるように、シリンダヘッドの外壁部の内壁面に傾斜面を形成しているので、流路損失が低減し、各ボアの吸入効率が向上及び平均化する。
【0026】
また、シリンダヘッドの外壁部には、面取部を有しているため、吸入室の流路抵抗を増加することなく圧縮機の重量が軽量となる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて具体的に説明する。図1は本発明の実施の一形態である圧縮機におけるシリンダヘッド5を示している。なお、圧縮機の構成については、図3において往復動圧縮機の構成を具体的に説明したので、本発明の実施の形態では、発明に必要な構成を図1とともに図3をも採用して説明することにする。
【0028】
圧縮機は、複数のボア1aが並設されたシリンダブロック1と、内部にクランク室2を形成するようにシリンダブロック1の前端を閉塞するフロントハウジング3と、シリンダブロック1及びフロントハウジング3に回転自在に支承された駆動軸8と、クランク室2でこの駆動軸8に装着された斜板要素14と、この斜板要素14に連係して各ボア1a内を直動する複数のピストン16と、シリンダブロック1の後端に設けられたシリンダヘッド5とを備えている。
【0029】
シリンダヘッド5には、中心領域に配置されてる吐出室6と、図1に示した一平面において吐出室6の周囲に沿って周方向で周辺領域に配置されている吸入室7が形成されている。シリンダブロック1の後端には、シリンダヘッド5がバルブプレート4を介して設けられている。吸入室7は、吐出室6の周囲に沿ってのびている。
【0030】
なお、図1においては図示を省略したが、シリンダヘッド5には、図4により説明した吐出室6の吐出ガスを導出するためにバルブプレート4側において吐出室6の吐出ガスを図示しない冷媒回路へ導くように形成された吐出ガス導出路6cや吸入室7に吸入ガスを導入するためにシリンダヘッド5の後端側においてシリンダヘッド5の外部から吸入室7に吸入ガスを導入し、吸入室7に分流するように形成された吸入ガス導入路(図4に示した吸入ガス導入路7aを参照)とを有している。
【0031】
図1に示した一平面において、シリンダヘッド5は、吐出室6及び吸入室7を同心円形状に分断している隔壁部31と、この隔壁部31に間隔をもって対向し、吸入室7を画定する外壁部41とを有している。
【0032】
また、圧縮機は、吸入室7に沿って並設され、ピストン16の往復動により吸入室7の吸入ガスを吸入して圧縮した後に吐出室6に吐出ガスとして吐出する複数の圧縮要素としてのボア1aとを備えている。
【0033】
隔壁部31の外壁面には、図1に示したように一平面における中心領域の中心Cから半径方向Rへの寸法が周方向において異なる寸法となるように周方向に複数の円弧状の凹面31aと複数の円弧状の凸面31bとが交互にかつ曲面状に連続して形成されている。なお、中心領域の中心Cは、駆動軸8の中心軸に相当する。外壁部41の内壁面41aには、周方向で所定間隔をもちかつ隔壁部31の外壁面側へ突出している複数の突部43が形成されている。
【0034】
突部43は、隔壁部31の外壁面に対向している円弧状の突面43aと、隔壁部31の外壁面に対向しかつ突面43aの両側から外壁部41の内壁面41aへそれぞれ傾斜してのびている傾斜面43bとを有する。
【0035】
突面43aは、外壁部31の凹面31aと対向している。傾斜面43bは、隔壁部31の凸面31bと対向している。なお、突部43には、図3に示したシリンダブロック1、フロントハウジング3及びシリンダヘッド5がボルト10によってネジ締めされるネジ穴6dが形成されている。
【0036】
次に、図2をも参照しながらシリンダヘッド5に形成した傾斜面43bの働きについて説明する。なお、図2は、従来技術と比較して説明するために、図1に示したシリンダヘッド5の左半分に2点鎖線によって、従来のシリンダヘッドの一部を示した。
【0037】
図1及び図2に示したシリンダヘッド5では、図4に示したシリンダヘッド5と同様なL2 間隔がL1 間隔よりも狭い絞り部分がある。しかし、図4に示したシリンダヘッド5のように、吸入ガスの流れを阻害する絞り部分にガス流の剥離層Aを発生させないように、シリンダヘッド5の外壁部41の内壁面には傾斜面43bが形成されている。
【0038】
即ち、シリンダヘッド5には、絞り部分があるものの、吸入ガスの流れは、破線矢印Fによって示すように、吸入室7の流路抵抗を増加することなく傾斜面43bに円滑に沿って流れる。したがって、傾斜面43bは、吸入ガスの流れに対して、流路損失を減少し、ボア1aの吸入効率し、各ボア1aの吸入効率を向上及び平均化されて冷凍能力を向上させる役目を果たす。
【0039】
また、この実施の形態例におけるシリンダヘッド5において、図2にも示すように、外壁部41の突面43aと半径方向Rにおいて対向する外壁部41の外壁面には、半径方向で外側へ突出している外側突面43cを有する。外側突面43cの周方向の両側における外壁部41の外壁面には、外壁部41の半径方向Rで寸法がことなるように外壁面を肉取りすることにより面取部45が形成されている。面取部45は、隔壁部31の外壁面に形成されている円弧状の凹面31aに沿うように曲面状となっている。
【0040】
したがって、シリンダヘッド5は、外壁部41が面取部45において肉取りされているため、軽量なものとなる。さらに、圧縮機は、シリンダヘッド5を軽量化できるので、全体として軽量なものとなる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、突部の傾斜面によって、吸入ガスの吸入室の流路抵抗を増加することなく、各ボアに吸入ガスを均一に配分することができる。したがって、体積効率が改善されて冷凍能力が向上でき、吸入脈動による振動・騒音が防止できる。
【0042】
また、本発明によると、圧縮機の軸方向の長さを増加することなしに、各ボアに均一に吸入ガスを配分することができる。
【0043】
さらに、本発明によると、外壁部を肉取りして形成されている面取部を有しているので、吸入室の流路抵抗を増加することなしに従来の圧縮機よりも軽量な圧縮機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の一形態である往復動圧縮機のシリンダヘッドを示す平面図である。
【図2】 図1に示したシリンダヘッドの機能を説明するめのシリンダヘッドの平面図である。
【図3】 従来の往復動圧縮機の構成を示す断面図である。
【図4】 従来の往復動圧縮機のシリンダヘッドの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
1 シリンダブロック
1a ボア(圧縮要素)
2 クランク室
3 フロントハウジング
4 バルブプレート
5 シリンダヘッド
6 吐出室
6c 吐出ガス導出路
7 吸入室
8 駆動軸
9,10 ラジアル軸受
11 軸封装置
12 回転支持体(斜板要素)
14 回転斜板(斜板要素)
16 ピストン(単頭ピストン)
17 ブラケット
18 ガイドピン
19 支持アーム
31 隔壁部
31a 凹面
31b 凸面
41 外壁部
41a 外壁部の内壁面
43 突部
43a 突面
43b 傾斜面
43c 外側突面
45 面取部
C 中心
Claims (4)
- 中心領域に配置される吐出室と、該吐出室の周囲に沿って周方向に配置される吸入室と、前記吐出室及び前記吸入室を分断している隔壁部と、前記吸入室を画定するよう前記隔壁部と間隔をもって対向しいている外壁部と、前記吐出室に導入される吐出ガスを前記吐出室から前記外壁部の外へ導出するための吐出ガス導出路と、前記吸入室へ吸入ガスを導入するための吸入ガス導入路と、前記吸入室に沿って並設され、ピストンの往復動により前記吸入室へ吸入された前記吸入ガスを圧縮した後に前記吐出室へ前記吐出ガスとして吐出する複数の圧縮要素とを備え、前記外壁部の内壁面には、前記周方向で所定間隔をもちかつ前記隔壁部の外壁面側へ突出している複数の突部が形成されている往復動圧縮機において、
前記突部は、前記隔壁部の前記外壁面に対向している円弧状の突面と、前記隔壁部の前記外壁面に対向しかつ該突面の両側から前記外壁部の前記内壁面へ傾斜してのびている傾斜面とを有し、前記隔壁部の前記外壁面には一平面における前記中心領域の中心から半径方向への寸法が前記周方向において異なる寸法となるように前記周方向に複数の円弧状の凹面と複数の円弧状の凸面とが交互に形成されており、前記突面が前記外壁部の前記凹面と対向しており、前記傾斜面が前記隔壁部の前記凸面と対向していることを特徴とする往復動圧縮機。 - 請求項1記載の往復動圧縮機において、前記圧縮要素としての複数のボアが並設されたシリンダブロックと、内部にクランク室を形成するよう前記シリンダブロックの前端を閉塞しているフロントハウジングと、前記シリンダブロックと前記フロントハウジングとに回転自在に支承された駆動軸と、該駆動軸に装着された斜板要素と、該斜板要素に連係して前記ボア内を直動する前記ピストンと、バルブプレートを介して前記シリンダブロックの後端に設けられたシリンダヘッドとを含み、該シリンダヘッドは、前記吐出室と、前記吸入室と、前記隔壁部と、前記外壁部と、前記吐出ガス導出路と、前記吸入ガス導入路と、前記突部と、前記突面と、前記傾斜面と、前記凹面と、前記凸面とを有していることを特徴とする往復動圧縮機。
- 請求項1記載の往復動圧縮機において、前記外壁部の前記突面と前記半径方向において対向する前記外壁部の前記外壁面には、前記半径方向で外側へ突出している外側突面を有し、前記外側突面の前記周方向の両側における前記外壁部の前記外壁面には、前記外壁部の前記外壁面を肉取りすることにより面取部が形成されていることを特徴とする往復動圧縮機。
- 請求項1記載の往復動圧縮機において、前記面取部が前記隔壁部の前記外壁面に形成されている円弧状の前記凹面に沿うように曲面状に形成されていることを特徴とする往復動圧縮機。
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