JP4304544B2 - Refrigerant suction structure in piston type compressor - Google Patents
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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し、前記回転軸の回転にカム体を介して前記ピストンを連動させるピストン式圧縮機における冷媒吸入構造に関する。さらに言えば、前記回転軸と一体化されていると共に、前記ピストンによって前記シリンダボア内に区画される圧縮室に冷媒を導入するための導入通路を有するロータリバルブを備えたピストン式圧縮機における冷媒吸入構造に関する。 The present invention relates to a refrigerant suction structure in a piston compressor in which pistons are accommodated in a plurality of cylinder bores arranged around a rotation shaft, and the piston is interlocked with a rotation of the rotation shaft via a cam body. More specifically, refrigerant suction in a piston type compressor having a rotary valve that is integrated with the rotating shaft and has an introduction passage for introducing refrigerant into a compression chamber defined in the cylinder bore by the piston. Concerning structure.
従来、シリンダボア内に冷媒を導入するためにロータリバルブが採用されたピストン式圧縮機が知られている。そして、このロータリバルブに関して、回転軸とは別体とされたものがバルブ収容室に収容された可変容量型斜板式圧縮機が知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、回転軸そのものがロータリバルブとなっている、両頭ピストンを用いた固定容量型斜板式圧縮機が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, piston type compressors that employ a rotary valve to introduce refrigerant into a cylinder bore are known. A variable capacity swash plate compressor in which a rotary valve separate from the rotary shaft is housed in a valve housing chamber is known (for example, see Patent Document 1). There is also known a fixed displacement swash plate compressor using a double-headed piston in which the rotary shaft itself is a rotary valve (see, for example, Patent Document 2).
シリンダボア内へ冷媒を導入するための吸入ポートをロータリバルブで開閉する構成は、シリンダボア内へ冷媒を導入するための吸入ポートを撓み変形可能な吸入弁で開閉する構造に比べ、体積効率の向上を可能にする。
しかし、前記各特許文献の圧縮機のいずれにおいても、吐出行程にあるシリンダボア内の冷媒がこのシリンダボアに連通する吸入通路からロータリバルブの外周面に沿ってシリンダボア外に洩れ易い。即ち、特許文献1の圧縮機では、バルブ収容室の内周面とロータリバルブの外周面との間のクリアランスを極力小さくすることが冷媒洩れを防止する上で要求されるが、このクリアランス管理は非常に難しい。又、特許文献2の圧縮機においても、シリンダブロックに貫設した貫通孔の内周面とロータリバルブの外周面との間のクリアランスに関して同様の問題がある。このような冷媒漏れは、圧縮機の体積効率を低下させることとなる。 However, in any of the compressors of the above-mentioned patent documents, the refrigerant in the cylinder bore in the discharge stroke is likely to leak out of the cylinder bore along the outer peripheral surface of the rotary valve from the suction passage communicating with the cylinder bore. That is, in the compressor of Patent Document 1, it is required to minimize the clearance between the inner peripheral surface of the valve storage chamber and the outer peripheral surface of the rotary valve in order to prevent refrigerant leakage. very difficult. The compressor of Patent Document 2 also has a similar problem regarding the clearance between the inner peripheral surface of the through hole penetrating the cylinder block and the outer peripheral surface of the rotary valve. Such refrigerant leakage reduces the volumetric efficiency of the compressor.
本発明は、ロータリバルブを用いたピストン式圧縮機における体積効率を向上させることを目的とする。 An object of this invention is to improve the volumetric efficiency in the piston type compressor using a rotary valve.
そのために本発明は、シリンダブロックにおける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し、前記回転軸の回転にカム体を介して前記ピストンを連動させるピストン式圧縮機における冷媒吸入構造を対象としている。さらに本発明は、前記回転軸と一体化されていると共に、前記ピストンによって前記シリンダボア内に区画される圧縮室に冷媒を導入するための導入通路を有するロータリバルブを備えたピストン式圧縮機における冷媒吸入構造を対象としている。 For this purpose, the present invention relates to refrigerant suction in a piston-type compressor in which pistons are housed in a plurality of cylinder bores arranged around a rotating shaft in a cylinder block , and the piston is interlocked with a rotation of the rotating shaft via a cam body. Intended for structure. Further, the present invention provides a refrigerant in a piston-type compressor having a rotary valve that is integrated with the rotating shaft and has an introduction passage for introducing the refrigerant into a compression chamber defined by the piston in the cylinder bore. Inhalation structure is targeted.
そして請求項1の発明は、前記シリンダボアに連通し、かつ前記ロータリバルブの回転に伴って前記導入通路と間欠的に連通する吸入通路を備えている。さらに請求項1の発明は、吐出行程にある前記シリンダボア内の前記ピストンに対する圧縮反力を前記ロータリバルブに伝達して、吐出行程にある前記シリンダボアに連通する前記吸入通路の入口に向けて前記ロータリバルブを付勢する圧縮反力伝達手段を備えている。 The invention of claim 1 further includes a suction passage that communicates with the cylinder bore and intermittently communicates with the introduction passage as the rotary valve rotates. Further, the invention of claim 1 transmits a compression reaction force against the piston in the cylinder bore in the discharge stroke to the rotary valve, and moves toward the inlet of the suction passage communicating with the cylinder bore in the discharge stroke. A compression reaction force transmitting means for urging the valve is provided.
吐出行程にあるシリンダボア内のピストンは、圧縮反力を受け、この圧縮反力は、ピストン及びカム体を介して回転軸に伝達される。回転軸に伝達される圧縮反力は、吐出行程にあるシリンダボアに向けてロータリバルブを付勢する。吐出行程にあるシリンダボアに向けて付勢されるロータリバルブは、吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入通路の入口に向けて付勢される。吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入通路の入口に向けてロータリバルブを付勢する構成は、吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入通路からの冷媒洩れ防止に寄与する。 The piston in the cylinder bore in the discharge stroke receives a compression reaction force, and this compression reaction force is transmitted to the rotating shaft through the piston and the cam body. The compression reaction force transmitted to the rotating shaft urges the rotary valve toward the cylinder bore in the discharge stroke. The rotary valve urged toward the cylinder bore in the discharge stroke is urged toward the inlet of the suction passage communicating with the cylinder bore in the discharge stroke. The configuration in which the rotary valve is urged toward the inlet of the suction passage communicating with the cylinder bore in the discharge stroke contributes to prevention of refrigerant leakage from the suction passage communicating with the cylinder bore in the discharge stroke.
また、請求項1の発明では、前記シリンダブロックは、前記ロータリバルブを回転可能に収容する軸孔を有している。前記導入通路の出口は、前記ロータリバルブの外周面上に設けられ、前記吸入通路の入口は、前記軸孔の内周面上に設けられている。そして、前記軸孔の前記内周面に前記ロータリバルブの外周面が直接支持されることによって前記ロータリバルブを介して前記回転軸を支持するラジアル軸受手段を構成している。さらに、前記ラジアル軸受手段は、前記カム体から前記ロータリバルブ側における前記回転軸の部分に関する唯一のラジアル軸受手段とされている。 Further, in the invention of claim 1, wherein the cylinder block, that has a shaft hole for rotatably accommodating the rotary valve. The outlet of the introduction passage is provided on the outer peripheral surface of the rotary valve, and the inlet of the suction passage is provided on the inner peripheral surface of the shaft hole . And the radial bearing means which supports the said rotating shaft via the said rotary valve is comprised by the outer peripheral surface of the said rotary valve being directly supported by the said inner peripheral surface of the said shaft hole . Furthermore, the radial bearing means is the only radial bearing means about portions of said rotary shaft in said rotary valve side from the cam body.
カム体からロータリバルブ側における回転軸の部分は、軸孔の内周面とロータリバルブの外周面とからなるラジアル軸受手段のみによって支持される。このような支持構成は、吸入通路の入口に向けたロータリバルブの付勢による冷媒洩れ防止作用を高める。
さらに、請求項1の発明では、前記ピストンは両頭ピストンであり、前記両頭ピストンを収容する前後一対のシリンダボアに対応する一対のロータリバルブが前記回転軸と一体的に回転し、前記カム体は、前後一対のスラスト軸受手段によって挟まれて前記回転軸の軸線の方向の位置を規制されており、前記一対のスラスト軸受手段の少なくとも一方は前記圧縮反力伝達手段の一部をなし、該圧縮反力伝達手段の一部をなすスラスト軸受手段は、前記シリンダブロックの端面に形成された環状の突条と前記カム体の端面に形成された環状の突条とに当接し、前記カム体の突条の径を前記シリンダブロックの突条の径よりも大きくしている。
スラスト荷重吸収機能を付与されたスラスト軸受手段は、吸入通路の入口に向けてロータリバルブを付勢する状態をもたらすような回転軸の変位を許容する。
The portion of the rotary shaft on the rotary valve side from the cam body is supported only by radial bearing means consisting of the inner peripheral surface of the shaft hole and the outer peripheral surface of the rotary valve. Such a support structure enhances the refrigerant leakage prevention effect by urging the rotary valve toward the inlet of the suction passage.
Furthermore, in the invention of claim 1, the piston is a double-headed piston, a pair of rotary valves corresponding to a pair of front and rear cylinder bores that house the double-headed piston rotate integrally with the rotating shaft, and the cam body is The position in the axial direction of the rotary shaft is regulated by being sandwiched between a pair of front and rear thrust bearing means, and at least one of the pair of thrust bearing means constitutes a part of the compression reaction force transmission means, and the compression reaction force Thrust bearing means forming part of the force transmission means abuts against an annular ridge formed on the end face of the cylinder block and an annular ridge formed on the end face of the cam body, and the protrusion of the cam body The diameter of the stripe is made larger than the diameter of the protrusion of the cylinder block.
The thrust bearing means provided with the thrust load absorbing function allows the rotation shaft to be displaced so as to cause the rotary valve to be biased toward the inlet of the suction passage.
請求項2の発明では、請求項1において、前記回転軸を支持する軸孔の端部側には、他部位よりも小径のシール周面を設けた。
軸孔内に他部位よりも小径のシール周面を設ける構成は、回転軸を傾き易くすることに寄与する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a seal peripheral surface having a smaller diameter than other portions is provided on the end portion side of the shaft hole that supports the rotating shaft.
The configuration in which the seal peripheral surface having a smaller diameter than the other part is provided in the shaft hole contributes to making the rotation shaft easy to tilt.
本発明では、吐出行程にある前記シリンダボア内の前記ピストンに対する圧縮反力により、吐出行程にある前記シリンダボアに連通する前記吸入通路の入口に向けて前記ロータリバルブを付勢するようにした。これにより、ロータリバルブを用いたピストン式圧縮機における体積効率を向上し得るという優れた効果を奏する。 In the present invention, the rotary valve is urged toward the inlet of the suction passage communicating with the cylinder bore in the discharge stroke by the compression reaction force on the piston in the cylinder bore in the discharge stroke. Thereby, the outstanding effect that the volumetric efficiency in the piston type compressor using a rotary valve can be improved is produced.
以下、本発明の冷媒吸入構造を、両頭ピストンを備えた固定容量型圧縮機において具体化した第1の実施の形態を図1〜図5に基づいて説明する。 Hereinafter, a first embodiment in which the refrigerant suction structure of the present invention is embodied in a fixed capacity compressor provided with a double-headed piston will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、接合された一対のシリンダブロック11,12にはフロントハウジング13及びリヤハウジング14が接合されている。フロントハウジング13には吐出室131が形成されている。リヤハウジング14には吐出室141及び吸入室142が形成されている。
As shown in FIG. 1, a
シリンダブロック11とフロントハウジング13との間にはバルブプレート15、弁形成プレート16及びリテーナ形成プレート17が介在されている。シリンダブロック12とリヤハウジング14との間にはバルブプレート18、弁形成プレート19及びリテーナ形成プレート20が介在されている。バルブプレート15,18には吐出ポート151,181が形成されており、弁形成プレート16,19には吐出弁161,191が形成されている。吐出弁161,191は、吐出ポート151,181を開閉する。リテーナ形成プレート17,20にはリテーナ171,201が形成されている。リテーナ171,201は、吐出弁161,191の開度を規制する。
A
シリンダブロック11,12には回転軸21が回転可能に支持されている。回転軸21は、シリンダブロック11,12に貫設された軸孔112,122に挿通されている。回転軸21は、軸孔112,122を介してシリンダブロック11,12によって直接支持されている。
A rotating
フロントハウジング13と回転軸21との間には軸シール部材22が介在されている。回転軸21には、アルミニウム(アルミニウム合金を含む)からなる斜板23(カム体)が固着されている。斜板23は、シリンダブロック11,12間の斜板室24に収容されている。斜板23は、シュー301,302と摺接する板状部235が、回転軸21の軸線211に直交する平面との間でなす角度(斜板傾角)が一定とされたタイプである。シリンダブロック11の端面と斜板23の円環状の基部231との間にはスラストベアリング25が介在されている。
A
シリンダブロック12の端面と斜板23の基部231との間にはスラストベアリング26が介在されている。回転軸21は、前後一対のスラストベアリング(スラスト軸受手段)25,26によって挟まれることで、軸線211方向への位置決めがなされている。
A thrust bearing 26 is interposed between the end face of the
図4に示すように、スラストベアリング25は、一対のレース251,252と複数のコロ253とからなる。シリンダブロック11の端面には環状の突条111が形成されている。突条111の先端は、スラストベアリング25のレース251に当接している。スラストベアリング25のレース252は、斜板23の基部231の端面232に接合している。スラストベアリング25を回転軸21の軸線211の方向に見た場合、突条111とレース251との接合範囲と、端面232とレース252との接合範囲とは、大部分において重なり合う。従って、レース251,252がスラスト荷重によって撓み変形することはない。即ち、スラストベアリング25にはスラスト荷重を吸収するスラスト荷重吸収機能は付与されていない。
As shown in FIG. 4, the thrust bearing 25 includes a pair of
図5に示すように、スラストベアリング26は、一対のレース261,262と複数のコロ263とからなる。シリンダブロック12の端面には環状の突条121が形成されている。突条121は、スラストベアリング26のレース261に当接している。斜板23の基部231の端面233には環状の突条234が形成されている。突条234は、スラストベアリング26のレース262に当接している。突条234の径は、突条121の径よりも大きくしてある。スラストベアリング26を回転軸21の軸線211の方向に見た場合、突条121とレース261との接合範囲と、突条234とレース262との接合範囲とは、重なり合わない。従って、レース261,262は、スラスト荷重によって撓み変形可能である。即ち、スラストベアリング26にはスラスト荷重を吸収するスラスト荷重吸収機能が付与されている。
As shown in FIG. 5, the
図2(a)に示すように、シリンダブロック11には複数のシリンダボア27,27Aが回転軸21の周囲に配列されるように形成されている。図3(a)に示すように、シリンダブロック12には複数のシリンダボア28,28A,28Bが回転軸21の周囲に配列されるように形成されている。前後(フロントハウジング13側を前側、リヤハウジング14側を後側としている)で対となるシリンダボア27,28,28B、及びシリンダボア27A,28Aには両頭ピストン29,29Aが収容されている。
As shown in FIG. 2A, the
図1に示すように、回転軸21と一体的に回転する斜板23の回転運動は、シュー301,302を介して両頭ピストン29,29Aに伝えられ、両頭ピストン29,29Aがシリンダボア27,27A,28,28A,28B内を前後に往復動する。両頭ピストン29,29Aは、シリンダボア27,27A,28,28A,28B内に圧縮室271,281を区画する。
As shown in FIG. 1, the rotational movement of the
回転軸21を通す軸孔112,122の内周面にはシール周面113,123が形成されている。シール周面113,123の径は、軸孔112,122の他の内周面の径よりも小さくしてあり、回転軸21は、シール周面113,123を介してシリンダブロック11,12によって直接支持される。
Seal
回転軸21内には通路212が形成されている。通路212の始端は、回転軸21の内端面にあってリヤハウジング14内の吸入室142に開口している。回転軸21には導入通路31,32が通路212に連通するように形成されている。
A
図2(a),(b)及び図4に示すように、シリンダブロック11には吸入通路33,33Aがシリンダボア27,27Aと軸孔112とを連通するように形成されている。吸入通路33,33Aの入口331は、シール周面113上に開口している。図3(a),(b)及び図5に示すように、シリンダブロック12には吸入通路34,34Aがシリンダボア28,28A,28Bと軸孔122とを連通するように形成されている。吸入通路34,34Aの入口341は、シール周面123上に開口している。回転軸21の回転に伴い、導入通路31,32の出口311,321は、吸入通路33,33A,34,34Aの入口331,341に間欠的に連通する。
As shown in FIGS. 2A, 2 </ b> B, and 4,
シリンダボア27,27Aが吸入行程の状態(即ち、両頭ピストン29,29Aが図1の左側から右側へ移動する行程)にあるときには、出口311と吸入通路33,33Aの入口331とが連通する。シリンダボア27,27Aが吸入行程の状態にあるときには、回転軸21の通路212内の冷媒が導入通路31及び吸入通路33,33Aを経由してシリンダボア27,27Aの圧縮室271に吸入される。
When the cylinder bores 27 and 27A are in the suction stroke state (that is, the stroke in which the double-headed
シリンダボア27,27Aが吐出行程の状態(即ち、両頭ピストン29,29Aが図1の右側から左側へ移動する行程)にあるときには、出口311と吸入通路33,33Aの入口331との連通が遮断される。シリンダボア27,27Aが吐出行程の状態にあるときには、圧縮室271内の冷媒が吐出ポート151から吐出弁161を押し退けて吐出室131へ吐出される。吐出室131へ吐出された冷媒は、図示しない外部冷媒回路へ流出する。
When the cylinder bores 27, 27A are in the discharge stroke state (ie, the stroke in which the double-headed
シリンダボア28,28A,28Bが吸入行程の状態(即ち、両頭ピストン29,29Aが図1の右側から左側へ移動する行程)にあるときには、出口321と吸入通路34,34Aの入口341とが連通する。シリンダボア28,28A,28Bが吸入行程の状態にあるときには、回転軸21の通路212内の冷媒が導入通路32及び吸入通路34,34Aを経由してシリンダボア28,28A,28Bの圧縮室281に吸入される。
When the cylinder bores 28, 28A, 28B are in the suction stroke state (ie, the stroke in which the double-headed
シリンダボア28,28A,28Bが吐出行程の状態(即ち、両頭ピストン29,29Aが図1の左側から右側へ移動する行程)にあるときには、出口321と吸入通路34,34Aの入口341との連通が遮断される。シリンダボア28,28A,28Bが吐出行程の状態にあるときには、圧縮室281内の冷媒が吐出ポート181から吐出弁191を押し退けて吐出室141へ吐出される。吐出室141へ吐出された冷媒は、外部冷媒回路へ流出する。外部冷媒回路へ流出した冷媒は、吸入室142へ還流する。
When the cylinder bores 28, 28A, 28B are in the discharge stroke state (ie, the stroke in which the double-headed
図4及び図5に示すように、シール周面113,123によって包囲される回転軸21の部分は、回転軸21に一体形成されたロータリバルブ35,36となる。シール周面113,123によって包囲されるロータリバルブ35,36の外周面351,361は、シール周面113,123に対応する。シール周面113は、ロータリバルブ35を収容するバルブ収容室37(図4に図示)の内周面となる。シール周面123は、ロータリバルブ36を収容するバルブ収容室38(図5に図示)の内周面となる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the portion of the
第1の実施の形態では以下の効果が得られる。
(1−1)図1に示すシリンダボア27Aが吐出行程の状態にあるとする。この場合、図3に示す下側のシリンダボア28Bも吐出行程の状態にある。吐出行程の状態にあるシリンダボア27A内の両頭ピストン29Aは、シリンダボア27A内の冷媒を圧縮しつつ吐出室131へ吐出する際に圧縮反力を受ける。この圧縮反力は、両頭ピストン29A、シュー301及び斜板23を介して回転軸21に伝達される。
The following effects can be obtained in the first embodiment.
(1-1) It is assumed that the cylinder bore 27A shown in FIG. 1 is in a discharge stroke state. In this case, the lower cylinder bore 28B shown in FIG. 3 is also in the discharge stroke state. The double-headed
両頭ピストン29Aを介して斜板23に伝達される圧縮反力は、図1に矢印F1で示す力として斜板23に作用する。シリンダボア28B内の両頭ピストン29を介して斜板23に伝達される圧縮反力も同様の力F2(図1に矢印F2で示す)として斜板23に作用する。これらの力F1,F2は、斜板23の径中心部を中心として斜板23と一体化された回転軸21を傾かせようとする。回転軸21は、軸孔112,122の内周面に対して接離可能に軸受支持されており、軸孔112,122の内周面に対する回転軸21の変位がロータリバルブ35,36に伝達される。
The compression reaction force transmitted to the
即ち、吐出行程の状態にあるシリンダボア27A,28B内の両頭ピストン29A,29を介して回転軸21に伝達される圧縮反力は、吐出行程の状態にあるシリンダボア27Aに向けてロータリバルブ35を付勢する。同様に、ロータリバルブ36も前記圧縮反力によってシリンダボア28Bに向けて付勢される。
That is, the compression reaction force transmitted to the
シュー301,302、斜板23及び回転軸21は、吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入通路の入口331,341に向けて圧縮反力によってロータリバルブ35,36を付勢する圧縮反力伝達手段を構成する。
The
吐出行程にあるシリンダボア27Aに向けて付勢されるロータリバルブ35の外周面351は、吐出行程にあるシリンダボア27Aに連通する吸入通路33Aの入口331付近のシール周面113に押接される。吐出行程にあるシリンダボア28Bに向けて付勢されるロータリバルブ36の外周面361は、吐出行程にあるシリンダボア28Bに連通する吸入通路34の入口341付近のシール周面123に押接される。その結果、吐出行程にあるシリンダボア27A,28Bにおける圧縮室271,281内の冷媒が吸入通路33A,34から洩れ難くなり、圧縮機における体積効率が向上する。
The outer
(1−2)スラストベアリング25にはスラスト荷重吸収機能が付与されていないが、スラストベアリング26にはスラスト荷重吸収機能が付与されている。
スラストベアリング26におけるスラスト荷重吸収機能は、部品の寸法誤差による組み付け誤差を吸収する。スラストベアリング26におけるスラスト荷重吸収機能は、斜板23がその径中心部を中心として図1の力F1,F2の方向へ回ろうとする動きを許容する。即ち、スラスト荷重吸収機能を備えたスラストベアリング26は、吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入通路の入口に向けてロータリバルブ35,36を圧縮反力によって付勢することを許容する。スラスト荷重吸収機能を付与されたスラストベアリング26を圧縮反力伝達手段の一部とする構成は、圧縮室271,281から吸入通路を経由した冷媒洩れを抑制する上で簡便な構成である。
(1-2) The
The thrust load absorbing function in the
(1−3)斜板23からロータリバルブ35側における回転軸21の部分は、シール周面113(即ち、バルブ収容室37の内周面)とロータリバルブ35の外周面351とからなるラジアル軸受手段のみによって支持される。バルブ収容室37の内周面であるシール周面113は、ロータリバルブ35を介して回転軸21を支持するラジアル軸受手段となっている。ラジアル軸受手段であるシール周面113は、斜板23からロータリバルブ35側における回転軸21の部分に関する唯一のラジアル軸受手段である。又、シール周面113は、吐出行程にあるシリンダボア27Aに連通する吸入通路33Aの入口331に向けてロータリバルブ35を付勢することを許容する圧縮反力伝達手段の一部である。
(1-3) A portion of the
斜板23からロータリバルブ36側における回転軸21の部分は、シール周面123(即ち、バルブ収容室38の内周面)とロータリバルブ36の外周面361とからなるラジアル軸受手段のみによって支持される。バルブ収容室38の内周面であるシール周面123は、ロータリバルブ36を介して回転軸21を支持するラジアル軸受手段となっている。ラジアル軸受手段であるシール周面123は、斜板23からロータリバルブ36側における回転軸21の部分に関する唯一のラジアル軸受手段である。又、シール周面123は、吐出行程にあるシリンダボア28Bに連通する吸入通路34の入口341に向けてロータリバルブ36を付勢することを許容する圧縮反力伝達手段の一部である。
The portion of the
斜板23からロータリバルブ側における回転軸21の部分に関する唯一のラジアル軸受手段によって回転軸21を支持する構成は、吸入通路33A,34Aの入口331,341をロータリバルブ35,36によって塞ぐ作用を高める。
The configuration in which the
(1−4)吐出行程にあるシリンダボア27A,28Bに連通する吸入通路33A,34の入口331,341は、圧縮反力によるロータリバルブ35,36の押接によって閉鎖される状態となる。この閉鎖状態は、ロータリバルブ35,36の外周面351,361と、シール周面113,123との間のクリアランスの大きさにそれほど左右されない。従って、前記クリアランスに関する厳密な管理は不要となり、吐出行程にあるシリンダボア27A,28Bにおける圧縮室271,281から吸入通路33A,34を経由する冷媒の洩れ難さは、前記クリアランスの要求精度が低い場合にも殆ど変わらない。即ち、前記クリアランスの要求精度が低い場合にも、圧縮機における体積効率が向上する。
(1-4) The
(1−5)シリンダブロック11側におけるシール周面113に対するロータリバルブ35の押接方向と、シリンダブロック12側におけるシール周面123に対するロータリバルブ36の押接方向とは、互いに逆方向である。そのため、回転軸21は、斜板23の径中心部を中心として傾き易くなければならない。軸孔112,122と回転軸21の周面との接触範囲が回転軸21の軸線211の方向に短いほど回転軸21が傾き易くなる。軸孔112,122内に他部位よりも小径のシール周面113,123を設ける構成は、回転軸21を傾き易くすることに寄与する。
(1-5) The pressing direction of the
(1−6)回転軸21にロータリバルブ35,36を一体形成した構成は、部品点数を減らし、かつ圧縮機の組み付け工程を簡素にする。
次に、本発明の冷媒吸入構造を、可変容量型圧縮機において具体化した第2の実施の形態を図6〜図8に基づいて説明する。
(1-6) The configuration in which the
Next, a second embodiment in which the refrigerant suction structure of the present invention is embodied in a variable displacement compressor will be described with reference to FIGS.
図6(a)に示すように、シリンダブロック39の前端にはフロントハウジング40が接合されており、シリンダブロック39の後端にはリヤハウジング41が接合されている。シリンダブロック39とリヤハウジング41との間にはバルブプレート42、弁形成プレート43及びリテーナ形成プレート44が介在されている。制御圧室401を形成するフロントハウジング40とシリンダブロック39とには回転軸46が回転可能に支持されている。フロントハウジング40は、ラジアルベアリング47を介して回転軸46を支持する。回転軸46は、シリンダブロック39に形成された軸孔391に通されており、シリンダブロック39は、回転軸46を直接支持する。
As shown in FIG. 6A, a
回転軸46には回転支持体48が止着されている。回転支持体48には一対のガイド孔481,482(図7に図示)が形成されている。回転軸46には斜板49(カム体)が回転軸46の軸線461の方向にスライド可能かつ傾動可能に支持されている。斜板49には軸孔493が形成されており、回転軸46は軸孔493に通されている。斜板49には一対のガイドピン491,492(図7に図示)が止着されている。斜板49は、ガイド孔481,482とガイドピン491,492との連係により回転軸46の軸線461の方向へ傾動可能、かつ回転軸46と一体的に回転可能である。図6(a)における斜板49の実線位置は、斜板傾角が最大となる位置であり、斜板49の鎖線位置は、斜板傾角が最小となる位置である。
A rotating
図6(a)及び図8に示すように、シリンダブロック39に形成された複数のシリンダボア50,50Aには片頭ピストン51,51Aが収容されている。片頭ピストン51,51Aは、シリンダボア50,50A内に圧縮室501を区画する。斜板49の回転運動は、シュー521,522を介して片頭ピストン51,51Aに伝えられ、片頭ピストン51,51Aがシリンダボア50,50A内を往復動する。
As shown in FIGS. 6A and 8, single-
図6(a)に示すように、リヤハウジング41内には吐出室411及び吸入室412が形成されている。バルブプレート42には吐出ポート421が形成されており、弁形成プレート43には吐出弁431が形成されている。吐出弁431は、吐出ポート421を開閉する。リテーナ形成プレート44にはリテーナ441が形成されている。リテーナ441は、吐出弁431の開度を規制する。
As shown in FIG. 6A, a
回転支持体48とフロントハウジング40との間にはスラストベアリング53が介在されている。フロントハウジング40と回転軸46との間には軸シール部材45が介在されている。回転軸46内には通路462が形成されている。通路462の始端は、回転軸46の内端面にあってリヤハウジング41内の吸入室412に開口している。
A
吐出室411と制御圧室401とは、圧力供給通路54で接続されている。圧力供給通路54上には容量制御弁55が介在されている。容量制御弁55は、吐出室411から制御圧室401への冷媒流量を制御する。制御圧室401と吸入室412とは、通路462及び放圧通路56を介して接続されている。制御圧室401の冷媒は、放圧通路56を経由して吸入室412へ流出する。制御圧室401内の圧力が増大すると斜板49の傾角が小さくなり、制御圧室401内の圧力が減少すると斜板49の傾角が大きくなる。容量制御弁55は、制御圧室401内の圧力を調整して斜板傾角を制御する。
The
回転軸46を通す軸孔391の内周面にはシール周面392が形成されている。シール周面392の径は、軸孔391の他の内周面の径よりも小さくしてあり、回転軸46は、シール周面392を介してシリンダブロック39によって直接支持される。
A seal
図8に示すように、シリンダブロック39には吸入通路58,58Aがシリンダボア50,50Aと軸孔391とを連通するように形成されている。吸入通路58,58Aの入口581は、シール周面392上に開口している。回転軸46には導入通路57が通路462に連通するように形成されている。回転軸46の回転に伴い、導入通路57の出口571は、吸入通路58,58Aの入口581に間欠的に連通する。
As shown in FIG. 8,
シリンダボア50,50Aが吸入行程の状態(即ち、片頭ピストン51,51Aが図6(a)の右側から左側へ移動する行程)にあるときには、出口571と吸入通路58,58Aの入口581とが連通する。シリンダボア50,50Aが吸入行程の状態にあるときには、回転軸46の通路462内の冷媒が導入通路57及び吸入通路58,58Aを経由してシリンダボア50,50Aの圧縮室501に吸入される。
When the cylinder bores 50 and 50A are in the suction stroke state (ie, the stroke in which the single-headed
シリンダボア50,50Aが吐出行程の状態(即ち、片頭ピストン51,51Aが図6(a)の左側から右側へ移動する行程)にあるときには、出口571と吸入通路58,58Aの入口581との連通が遮断される。シリンダボア50,50Aが吐出行程の状態にあるときには、圧縮室501内の冷媒が吐出ポート421から吐出弁431を押し退けて吐出室411へ吐出される。吐出室411へ吐出された冷媒は、図示しない外部冷媒回路へ流出する。外部冷媒回路へ流出した冷媒は、吸入室412へ還流する。
When the cylinder bores 50, 50A are in the discharge stroke state (ie, the stroke in which the single-headed
図6(b)に示すように、シール周面392によって包囲される回転軸46の部分は、回転軸46に一体形成されたロータリバルブ59となる。シール周面392によって包囲されるロータリバルブ59の外周面591は、シール周面392に対応する。シール周面392は、ロータリバルブ59を収容するバルブ収容室60の内周面となる。
As shown in FIG. 6B, the portion of the
第2の実施の形態では以下の効果が得られる。
(2−1)図6(a)に示すシリンダボア50Aが吐出行程の状態にあるとする。吐出行程の状態にあるシリンダボア50A内の片頭ピストン51Aは、シリンダボア50A内の冷媒を圧縮しつつ吐出室411へ吐出する際に圧縮反力を受ける。この圧縮反力の一部は、片頭ピストン51A、シュー521、斜板49、ガイドピン491,492、回転支持体48及びスラストベアリング53を介してフロントハウジング40に伝達される。又、圧縮反力の一部は、片頭ピストン51A、シュー521及び斜板49を介して回転軸46に伝達される。片頭ピストン51Aを介して斜板49に伝達される圧縮反力は、図6(a)に矢印F3で示す力として斜板49に作用する。力F3は、斜板49を図6(a)において上側へ付勢する。ガイド孔481,482は、回転軸46の半径方向に略向かう孔形状である。そのため、ガイドピン491,492とガイド孔481,482との係合が図6(a)における上方への斜板49の移動を妨げることはない。図6(a)における上方への斜板49の移動は、軸孔493と回転軸46の周面との係合を介して図6(a)における上方へ回転軸46を付勢する。この付勢力は、回転軸46とラジアルベアリング47との係合部位を中心としたモーメント荷重として働き、ロータリバルブ59が吐出行程の状態にあるシリンダボア50Aに向けて付勢される。即ち、吐出行程の状態にあるシリンダボア50A内の片頭ピストン51Aを介して回転軸46に伝達される圧縮反力は、吐出行程の状態にあるシリンダボア50Aに向けてロータリバルブ59を付勢する。
In the second embodiment, the following effects can be obtained.
(2-1) It is assumed that the cylinder bore 50A shown in FIG. 6A is in the discharge stroke state. The single-headed
シュー521、斜板49、軸孔493及び回転軸46は、吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入通路の入口581に向けて圧縮反力によってロータリバルブ59を付勢する圧縮反力伝達手段を構成する。
The
吐出行程にあるシリンダボア50Aに向けて付勢されるロータリバルブ59の外周面591は、吐出行程にあるシリンダボア50Aに連通する吸入通路58Aの入口581を塞ぐようにシール周面392に押接される。その結果、吐出行程にあるシリンダボア50Aにおける圧縮室501内の冷媒が吸入通路58Aから洩れ難くなり、圧縮機における体積効率が向上する。
The outer
(2−2)斜板49からロータリバルブ59側における回転軸46の部分は、シール周面392(即ち、バルブ収容室60の内周面)とロータリバルブ59の外周面591とからなるラジアル軸受手段のみによって支持される。バルブ収容室60の内周面であるシール周面392は、ロータリバルブ59を介して回転軸46を支持するラジアル軸受手段となっている。ラジアル軸受手段であるシール周面392は、斜板49からロータリバルブ59側における回転軸46の部分に関する唯一のラジアル軸受手段である。又、シール周面392は、圧縮反力伝達手段の一部である。斜板49からロータリバルブ59側における回転軸46の部分に関する唯一のラジアル軸受手段によって回転軸46を支持する構成は、吸入通路の入口をロータリバルブによって塞ぐ作用を高める。
(2-2) A portion of the
(2−3)第1の実施の形態における(1−4)〜(1−6)項と同じ効果が得られる。
次に、図9〜図11の第3の実施の形態を説明する。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
(2-3) The same effects as the items (1-4) to (1-6) in the first embodiment can be obtained.
Next, a third embodiment of FIGS. 9 to 11 will be described. The same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
回転軸61にはロータリバルブ62,63が止着されており、ロータリバルブ62,63は、バルブ収容室64,65に収容されている。ロータリバルブ62,63に形成された導入通路66,67は、斜板室24に連通している。斜板室24は、外部冷媒回路(図示略)に連通する吸入室である。導入通路66,67の出口661,671と吸入通路33,33A,34,34Aの入口331,341とは、ロータリバルブ62,63の回転に伴って間欠的に連通する。斜板室24の冷媒は、導入通路66,67及び吸入通路33,33A,34,34Aを経由して吸入行程にあるシリンダボア27,27A,28,28A,28Bの圧縮室271,281に吸入される。
回転軸61は、前後一対のスラストベアリング(スラスト軸受手段)68,69によって挟まれて回転軸61の軸線611の方向の位置を規制される。スラストベアリング68,69は、いずれもスラスト荷重吸収機能を付与されている。
The
スラストベアリング68,69は、第1の実施の形態におけるスラストベアリング26と同様に圧縮反力伝達手段の一部となる。ロータリバルブ62,63と回転軸61とを別体とした第3の実施の形態においても、第1の実施の形態における(1−6)項以外の効果と同様の効果が得られる。
The
本発明では以下のような実施の形態も可能である。
(1)第1の実施の形態におけるスラストベアリング25にスラスト荷重吸収機能を付与すること。スラストベアリング25にスラスト荷重吸収機能を付与することで、吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入通路の入口に向けてロータリバルブ35,36を圧縮反力によって付勢することが更に許容されるようになる。その結果、吐出行程にあるシリンダボアにおける圧縮室内の冷媒を吸入通路から更に洩れ難くすることが可能となり、圧縮機における体積効率を更に向上させることが可能になる。
In the present invention, the following embodiments are also possible.
(1) A thrust load absorbing function is imparted to the thrust bearing 25 in the first embodiment. By imparting a thrust load absorbing function to the
(2)回転軸にロータリバルブを一体形成する場合、ロータリバルブ形成箇所の軸径がその付近で最大となるようにすること。これは、第1の実施の形態における(1−3)項と同様の効果をもたらす。 (2) When the rotary valve is integrally formed on the rotating shaft, the shaft diameter of the rotary valve forming portion should be maximized in the vicinity thereof. This brings about the same effect as the item (1-3) in the first embodiment.
(3)第1及び第2の実施の形態では、ロータリバルブがバルブ収容室の内周面に押接されるものとしたが、両者を接触させるのではなく、クリアランスを減少させることで洩れを防止するように構成してもよい。 (3) In the first and second embodiments, the rotary valve is pressed against the inner peripheral surface of the valve housing chamber. However, the leakage is not caused by reducing the clearance instead of contacting the rotary valve. It may be configured to prevent.
(4)ピストンを中空構造とすること。この場合、例えば図12(a)及び図12(b)に示すように構成する。即ち、図12(a)に示す両頭ピストン29Aは、シュー301,302と連結される本体部701と、この本体部701に対して各往復動方向側(前後側)に固定された蓋部702とで構成されている。
(4) The piston has a hollow structure. In this case, for example, it is configured as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). That is, the double-headed
両頭ピストン29Aは、本体部701と蓋部702とで囲まれた空間703を有する中空構造とされている。なお、この場合、その他の両頭ピストン29に関しても同様の構成とする。
The double-headed
また、図12(b)に示す片頭ピストン51Aは、シュー521,522と連結される連結部711と、この連結部711に対して後側に固定されたヘッド部712とで構成されている。片頭ピストン51Aは、連結部711とヘッド部712とで囲まれた空間713を有する中空構造とされている。また、この場合、その他の片頭ピストン51に関しても同様の構成とする。
12B includes a connecting
ピストンはその往復動時において、圧縮反力と対抗する方向に慣性力を受ける。したがって、この慣性力が大きければ大きいほど、圧縮反力に起因して斜板23に作用する力F1,F2,F3は小さくなる。つまり、冷媒の圧縮反力をピストンが受けることでロータリバルブの外周面を吸入通路の入口付近のシール周面に押し付けようとする付勢力が弱まる。
During the reciprocation of the piston, the piston receives an inertial force in a direction opposite to the compression reaction force. Therefore, the greater this inertial force, the smaller the forces F1, F2, F3 acting on the
したがって、ピストンを中空構造にして軽量化することで、中実構造のピストンに比較して、この慣性力を小さくすることができるとともに、吐出行程にあるシリンダボアにおける圧縮室内の冷媒が吸入通路から漏れることによる体積効率の低下を抑えることができる。 Therefore, by reducing the weight of the piston with a hollow structure, the inertial force can be reduced as compared with a solid structure piston, and the refrigerant in the compression chamber in the cylinder bore in the discharge stroke leaks from the suction passage. Therefore, it is possible to suppress a decrease in volume efficiency.
(5)第1及び第3の実施の形態において、斜板23を鉄(鉄合金を含む)等のアルミニウムよりも比重の大きい材料を用いて構成してもよい。これによれば、アルミニウムを用いて斜板23を構成した場合に比較して、斜板23を大型化等することなく、回転軸21の回転時において斜板23に作用する遠心力を大きくすることができる。
(5) In the first and third embodiments, the
回転軸21には、その回転時において、斜板23の板状部235に作用する遠心力の作用により、斜板23の径中心部を中心として、板状部235とその回転中心軸線とがなす角度が直角となる方向(図1及び図9では時計回りの方向)に傾かせようとする力が作用する。つまりこの力は、前述の力F1,F2と同様に、吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入通路の入口331,341に向けてロータリバルブ35,36を付勢するように作用する。
When the
前記第1及び第3の実施の形態においては斜板23がアルミニウムを用いて構成されていたため比較的軽量で、前記遠心力による作用(吸入通路の入口331,341に向けてロータリバルブ35,36を付勢する作用)が充分に発揮されるとは言い難い状態であった。つまり、これに対して、斜板23を鉄系の材料など、比較的比重の大きい材料を用いて構成することで、吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入通路の入口331,341に向けてロータリバルブ35,36を付勢するように作用する力を大きくすることができる。したがって、吐出行程にあるシリンダボアにおける圧縮室内の冷媒が吸入通路から更に洩れ難くなり、圧縮機における体積効率が向上する。
In the first and third embodiments, since the
(6)特開平6−147110号公報に開示されるいわゆるワッブル式の可変容量型圧縮機に本発明を適用すること。
(7)片頭ピストンを備えた固定容量型ピストン式圧縮機に本発明を適用すること。
(6) The present invention is applied to a so-called wobble variable capacity compressor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-147110.
(7) The present invention is applied to a fixed displacement piston type compressor having a single-headed piston.
(8)斜板以外の形状のカム体(例えば、ウェーブカム等)を備えたピストン式圧縮機に本発明を適用すること。
前記した実施の形態から把握できる請求項記載以外の発明について以下に記載する。
(8) The present invention is applied to a piston-type compressor provided with a cam body (for example, a wave cam) having a shape other than a swash plate.
Inventions other than the claims that can be grasped from the above-described embodiment will be described below.
〔1〕前記ロータリバルブは、前記回転軸に一体形成されているピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
〔2〕前記カム体は斜板であり、圧縮機は、斜板傾角が一定とされた固定容量型圧縮機であり、前記斜板は、鉄系の金属材料からなるピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
〔3〕前記ピストンは中空構造を有しているピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。
(1) before Symbol rotary valve, the refrigerant suction structure of a piston type compressor is integrally formed on the rotary shaft.
[2] before Symbol cam member is a swash plate, the compressor is a fixed displacement compressor swash plate tilt angle is constant, the swash plate, the piston type compressor made of a metallic material iron Refrigerant suction structure.
[3] before Symbol piston refrigerant suction structure in a piston type compressor having a hollow structure.
112,122,391・・・回転軸を支持する軸孔。113,123,392・・・バルブ収容室の内周面としてのシール周面。21,46,61・・・回転軸。23,49・・・斜板(カム体)。25,26,68,69・・・スラスト軸受手段としてのスラストベアリング。27,27A,28,28A,28B,50,50A・・・シリンダボア。271,281,501・・・圧縮室。29,29A・・・両頭ピストン。31,32,57,66,67・・・導入通路。311,321,571,661,671・・・出口。33,33A,34,34A,58,58A・・・吸入通路。301,302,521,522・・・シュー。331,341,581・・・入口。35,36,59,62,63・・・ロータリバルブ。351,361,591・・・ロータリバルブの外周面。37,38,60,64,65・・・バルブ収容室。493・・・回転軸を貫通させる軸孔。51,51A・・・片頭ピストン。 112, 122, 391 ... Shaft holes for supporting the rotating shaft. 113, 123, 392... Seal peripheral surface as an inner peripheral surface of the valve housing chamber. 21, 46, 61... 23, 49... Swash plate (cam body). 25, 26, 68, 69 ... Thrust bearings as thrust bearing means. 27, 27A, 28, 28A, 28B, 50, 50A ... cylinder bores. 271, 281, 501... Compression chamber. 29, 29A ... Double-headed piston. 31, 32, 57, 66, 67... Introduction passage. 311, 321, 571, 661, 671... Exit. 33, 33A, 34, 34A, 58, 58A... Suction passage. 301, 302, 521, 522... Shoe. 331, 341, 581 ... Entrance. 35, 36, 59, 62, 63... Rotary valve. 351, 361, 591 ... The outer peripheral surface of the rotary valve. 37, 38, 60, 64, 65 ... Valve housing chamber. 493 ... A shaft hole through which the rotation shaft passes. 51, 51A ... One-head piston.
Claims (2)
前記シリンダボアに連通し、かつ前記ロータリバルブの回転に伴って前記導入通路と間欠的に連通する吸入通路と、
吐出行程にある前記シリンダボア内の前記ピストンに対する圧縮反力を前記ロータリバルブに伝達して、吐出行程にある前記シリンダボアに連通する前記吸入通路の入口に向けて前記ロータリバルブを付勢する圧縮反力伝達手段とを有し、
前記シリンダブロックは、前記ロータリバルブを回転可能に収容する軸孔を有し、
前記導入通路の出口は、前記ロータリバルブの外周面上にあり、前記吸入通路の入口は、前記軸孔の内周面上にあり、前記軸孔の内周面に前記ロータリバルブの外周面が直接支持されることによって前記ロータリバルブを介して前記回転軸を支持するラジアル軸受手段となっており、前記ラジアル軸受手段は、前記カム体から前記ロータリバルブ側における前記回転軸の部分に関する唯一のラジアル軸受手段であり、
前記ピストンは両頭ピストンであり、前記両頭ピストンを収容する前後一対のシリンダボアに対応する一対のロータリバルブが前記回転軸と一体的に回転し、前記カム体は、前後一対のスラスト軸受手段によって挟まれて前記回転軸の軸線の方向の位置を規制されており、前記一対のスラスト軸受手段の少なくとも一方は前記圧縮反力伝達手段の一部をなし、該圧縮反力伝達手段の一部をなすスラスト軸受手段は、前記シリンダブロックの端面に形成された環状の突条と前記カム体の端面に形成された環状の突条とに当接し、前記カム体の突条の径を前記シリンダブロックの突条の径よりも大きくしたピストン式圧縮機における冷媒吸入構造。 The piston is accommodated in a plurality of cylinder bores arranged around the rotation shaft in the cylinder block, and the piston is interlocked with the rotation of the rotation shaft via a cam body, and is integrated with the rotation shaft, In a piston compressor including a rotary valve having an introduction passage for introducing a refrigerant into a compression chamber partitioned by the piston into the cylinder bore,
A suction passage communicating with the cylinder bore and intermittently communicating with the introduction passage as the rotary valve rotates;
A compression reaction force for transmitting the compression reaction force against the piston in the cylinder bore in the discharge stroke to the rotary valve and urging the rotary valve toward the inlet of the suction passage communicating with the cylinder bore in the discharge stroke A transmission means,
The cylinder block has a shaft hole that rotatably accommodates the rotary valve,
The outlet of the introduction passage is on the outer peripheral surface of the rotary valve, the inlet of the suction passage is on the inner peripheral surface of the shaft hole, and the outer peripheral surface of the rotary valve is on the inner peripheral surface of the shaft hole. It is a radial bearing means that supports the rotating shaft via the rotary valve by being directly supported, and the radial bearing means is the only radial shaft portion related to the portion of the rotating shaft on the rotary valve side from the cam body. bearing means der is,
The piston is a double-headed piston, and a pair of rotary valves corresponding to a pair of front and rear cylinder bores that house the double-headed piston rotate integrally with the rotary shaft, and the cam body is sandwiched between a pair of front and rear thrust bearing means. The position of the rotary shaft in the axial direction is regulated, and at least one of the pair of thrust bearing means forms part of the compression reaction force transmission means, and the thrust forms part of the compression reaction force transmission means The bearing means abuts against an annular ridge formed on the end surface of the cylinder block and an annular ridge formed on the end surface of the cam body, and the diameter of the ridge of the cam body is set to the protrusion of the cylinder block. A refrigerant suction structure in a piston compressor larger than the diameter of the strip.
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