JP4606433B2 - 可変容量型斜板式圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は可変容量型斜板式圧縮機に係り、より詳しくはエアコンのオフ（ＯＦＦ）時、冷媒が圧縮機の内部で循環できるようにするとともに冷媒の逆流を防止する逆止弁を吐出マフラー室の一側にカバータイプに設置することで、逆止弁によって吐出マフラー室が形成され部品数及び作業工数の削減はもとより、吐出冷媒の脈動圧（脈動騷音）も減少し、圧縮機のサイズも大きくすることなく逆止弁の設置ができると共に、逆止弁が吐出室の中央に位置するので高圧冷媒の吐出時、脈動圧波形の重畳を避けることができ、また逆止弁は、リテーナによって固定することにより離脱防止することができる可変容量型斜板式圧縮機に関する。

自動車用の空調装置を構成する圧縮機は、動力源からの動力が電子クラッチの断続作用によって選択的に伝達され、蒸発器から冷媒ガスが内部に吸入されピストンの直線往復運動によって圧縮された後、コンデンサ（凝縮機）側に吐出する装置である。このような圧縮機は圧縮方式及び構造によって多様な種類に分けられ、この圧縮機の中では圧縮容積を変化させることができる可変容量型圧縮機も多く使用されている。

図１は、従来の一般的な可変容量型斜板式圧縮機を示す断面図である。可変容量型斜板式圧縮機１は、内部に多数のシリンダボア１１を有するシリンダブロック１０と、シリンダブロック１０の前方に結合され内部にクランク室２１を形成する前方ハウジング２０と、シリンダブロック１０の後方に弁ユニット４０を介在し結合されて吸入室３１と吐出室３２及び吐出通路３３を有する後方ハウジング３０とからなる。

ここで、シリンダブロック１０には吸入ポート１２及び吸入マフラー室１３が形成され、これを通して冷媒が前記吸入室３１に流入する。
シリンダブロック１０と前方ハウジング２０上には駆動軸５０が回転可能に設置され、クランク室２１の内部には駆動軸５０上に堅固に装着されたローター６１とヒンジ手段６２によって連結されて、ともに回転し、同時にクランク室２１の圧力変化に応じて傾斜角が変わる斜板６０が装着される。

また、斜板６０の外周にシュー６４を介して設置され、斜板６０の回転運動に連動してシリンダボア１１の内部で往復運動しながら冷媒を吸入／圧縮する多数のピストン６５が具備される。
そして、熱負荷によって斜板６０の傾斜角が変更できるように、シリンダボア１１内の冷媒吸入圧とクランク室２１内のガス圧との差圧を変化させるコントロール弁８０が後方ハウジング３０に設置される。

後方ハウジング３０の吐出室３２には、吐出冷媒の脈動圧が減少するように吐出マフラー室９０が具備されるが、吐出マフラー室９０は、吐出室３２に形成される隔壁９１と、隔壁９１の一側に結合され冷媒流入孔９３が形成されたカバー９２とによって形成される。したがってシリンダボア１１から吐出室３２に排出された冷媒は、カバー９２に形成された小さな直径の冷媒流入孔９３を通して吐出マフラー室９０に移動した後、吐出通路３３を通して外部に吐出される。すなわち、冷媒が吐出室３２−冷媒流入孔９３−吐出マフラー室９０を通過しながら拡大―縮小―拡大される過程で 脈動圧が減少する。
一方、斜板６０の初期位置への復帰のためにローター６１と斜板６０との間に圧縮コイルスプリング６３を設置する。

上述したように、可変容量型斜板式圧縮機１は、駆動軸５０がエンジンの動力によって回転すると、該駆動軸５０に傾斜角が調節できるように装着された斜板６０が駆動軸５０と共に回転しながら前後方に揺動運動を行い、これによって斜板６０の外周に結合された多数のピストン６５が斜板６０の傾斜角に比例する距離だけ、シリンダブロック１０のシリンダボア１１内で順次往復運動する。
ここで、ピストン６５の吸入行程時では、シリンダボア１１の内部の圧力降下によって弁ユニット４０の吸入弁（不図示）が開放され、シリンダボア１１と吸入室３１が連通されるので、冷媒が吸入室３１からシリンダボア１１に流入する。

ピストン６５の圧縮行程時では、シリンダボア１１の内部の圧力上昇によって冷媒が圧縮されながら弁ユニット４０の吐出弁（不図示）が開放されシリンダボア１１と吐出室３２が連通されるので、圧縮冷媒がシリンダボア１１から吐出室３２に排出される。
また、クランク室２１内の圧力とシリンダボア１１内の吸入圧との差圧に応じて斜板６０の傾斜角が調節されることで圧縮機１の吐出容量が変更できる。

一方、クラッチレス（ｃｌｕｔｃｈｌｅｓｓ）可変容量型斜板式圧縮機１を採用した車両において、エアコンのオフ時、最小の斜板角を維持するが、その角度が０゜ではないのでエアコンのオフ時でも冷媒が吐出される。これを防止するために現在逆止弁７０が使用されている。
逆止弁７０は、後方ハウジング３０の吐出通路３３内に挿入設置されて、エアコンオフ時、冷媒が圧縮機１の内部で循環できるようにするとともに外部から冷媒の逆流を防止する。

すなわち、逆止弁７０は、一定以上の圧力が作用する場合のみに開放されるので、エアコンのオフ時は斜板角が最小になりその圧力も微圧になるので閉鎖される。したがってエアコンオフ時、圧縮機１の内部の冷媒が外部に吐出されず内部で循環する。
しかし、逆止弁７０が吐出マフラー室９０の後方側（下流側）に設置され吐出冷媒の脈動騷音か発生する問題があった。
また、吐出室３２内に、別の吐出マフラー室９０を形成するために隔壁９１の一側に冷媒流入孔９３を有するカバー９２を設ける必要があるので、部品数及び作業工数が増加する問題もあった。
また、逆止弁７０を後方ハウジング３０の吐出通路３３内に挿入設置するために、逆止弁７０の設置空間を確保する必要があるので、圧縮機１のサイズが大きくなるという問題があった。
特開２００７−０８５２４６号公報

本発明は、吐出マフラー室の部品数及び作業工数の削減を計り、吐出冷媒の脈動圧（脈動騷音）を低減し、圧縮機のサイズを大きくすることなく逆止弁を設置でき、高圧冷媒吐出時、脈動圧波形の重畳を避けることができるとともに、逆止弁の離脱防止ができる可変容量型斜板式圧縮機の提供を目的とする。

本発明は、内部に多数のシリンダボア（１１１）を有するシリンダブロック（１１０）と、前記シリンダブロック（１１０）の前方に結合され内部にクランク室（１２１）を形成する前方ハウジング（１２０）と、前記シリンダブロック（１１０）と前方ハウジング（１２０）に回転可能に設置される駆動軸（１５０）と、前記駆動軸（１５０）に装着され前記クランク室（１２１）内で回転する斜板（１６０）に連動され、前記シリンダボア（１１１）の内部を往復運動する多数のピストン（１６５）と、前記シリンダブロック（１１０）の後方に結合されると共に、内部には区画壁（１３４）によって外側は吸入室（１３１）及び内側は吐出室（１３２）が区画され、前記吐出室（１３２）には吐出冷媒の脈動圧の減少のための吐出マフラー室（１８０）が隔壁（１３５）によって区画された後方ハウジング（１３０）と、エアコンのオフ（ＯＦＦ）時、冷媒が圧縮機（１００）の内部で循環できるようにすると共に冷媒の逆流を防止する逆止弁（１９０）とを含み、前記吐出マフラー室（１８０）は、前記吐出室（１３２）の内部と区画されるように前記吐出室（１３２）の中央位置に前記シリンダブラック内に突出されるように形成された円形の前記隔壁（１３５）によって形成され、前記円形の隔壁（１３５）によって形成された前記吐出マフラー室の開口部には前記逆止弁（１９０）が結合され、前記逆止弁（１９０）は、中央に冷媒流入孔（１９１ａ）が形成されたカバー部（１９１）と、前記カバー部（１９１）の一側に結合されると共に冷媒排出孔（１９２ａ）が形成された弁ボディ（１９２）と、前記カバー部（１９１）と弁ボディ（１９２）の間に流動可能に設置されると共に前記弁ボディ（１９２）側に支持された弾性部材（１９４）によって前記冷媒流入孔（１９１ａ）を弾性的に開閉する弁体（１９３）と、からなり、前記吐出室（１３２）の中央部に設置されることを特徴とする。

前記隔壁（１３５）には、前記逆止弁（１９０）の離脱防止のためにリテーナ（１９５）が結合されることを特徴とする。
前記逆止弁（１９０）は、前記隔壁（１３５）の内側に押入、結合されることを特徴とする。

前記隔壁（１３５）には、前記逆止弁（１９０）の離脱防止のためにリテーナ（１９５）が結合されることを特徴とする。

本発明は、エアコンのオフ時、冷媒が圧縮機の内部で循環できるようにすると共に冷媒の逆流を防止する逆止弁を吐出マフラー室の一側にカバータイプに設置することで、逆止弁によって吐出マフラー室が形成され部品数及び作業工数の削減ができるとともに、吐出冷媒の脈動圧（脈動騷音）も減少する効果を有する。
また、逆止弁は、設置面積が確保された吐出マフラー室に設置されるので圧縮機のサイズを大きくすることなく設置することができ、逆止弁が吐出室の中央に位置するので高圧冷媒の吐出時、脈動圧波形の重畳を避けることができ、さらに、リテーナによって固定することにより離脱防止できる効果がある。

以下、本発明を添付の図面に基づいて詳細に説明する。従来と同一の構成及び作用に対する説明は省略する。

図２は、本発明に係る可変容量型斜板式圧縮機を示す断面図であり、図３は、図２のＡ―Ａ線の断面図であり、図４は、本発明に係る可変容量型斜板式圧縮機の吐出マフラー室を拡大した部分断面図であり、図５は、本発明に係る可変容量型斜板式圧縮機の逆止弁を示す断面図である。

図２に示す通り、本発明に係る可変容量斜板式圧縮機１００は、内部に多数のシリンダボア１１１を有するシリンダブロック１１０と、シリンダブロック１１０の前方に結合され内部に密閉されたクランク室１２１を形成する前方ハウジング１２０と、シリンダブロック１１０の後方に弁ユニット１４０を介在して結合され、区画壁１３４によって区画された内側領域にはシリンダブロック１１０から流入する冷媒が充填される吐出室１３２が、その外側領域には外部から流入する冷媒が充填される吸入室１３１が形成される後方ハウジング１３０と、からなる。

弁ユニット１４０は、吸入口１４２及び吐出口１４３が形成された弁プレート１４１と、弁プレート１４１の両側面にそれぞれ設置され、吸入口１４２を開閉する吸入弁（不図示）と、吐出口１４３を開閉する吐出弁（不図示）とからなる。よって、ピストン１６５の吸入行程時では吸入室１３１からシリンダボア１１１内に冷媒が吸入され、圧縮行程時ではシリンダボア１１１から吐出室１３２に圧縮冷媒が排出される。

後方ハウジング１３０には、吐出室１３２の冷媒が外部に排出されるように吐出通路１３３が形成され、またクランク室１２１の冷媒の容量を適切に調節するためにコントロール弁ポート１３６にコントロール弁１７０が設置されている。
また、コントロール弁１７０が開かれると、吐出室１３２の冷媒及びオイルがクランク室１２１側に流入するようにコントロール弁ポート１３６からクランク室１２１を連通した容量制御通路１７１が形成される。
シリンダブロック１１０の外側には、外部から冷媒が流入できるように吸入ポート１１２が形成された吸入マフラー室１１３が形成されており、吸入マフラー室１１３は、後方ハウジング１３０の吸入室１３１と連通している。

そして、シリンダブロック１１０と前方ハウジング１２０にベアリング１２２を介して回転可能に支持される駆動軸１５０が設置される。
クランク室１２１内の駆動軸１５０上には、駆動軸１５０の回転を斜板１６０に伝達するためのローター１６１が結合されており、ローター１６１は前方ハウジング１２０の内側面に向けて回転可能に支持されている。
そして、ローター１６１にヒンジ手段１６２を介して連結結合されクランク室１２１の圧力変化に応じて傾斜角が変わるように駆動軸１５０上に斜板１６０が装着される。

また、斜板１６０の傾斜運動ができるように斜板１６０の内側に結合されたスリーブ１６３は、駆動軸１５０に摺動可能に結合されている。
そして、斜板１６０の外周側の摺動面に当接する一対の半球型シュー１６６を介して結合すると共に斜板１６０の回転揺動運動に応じてシリンダボア１１１内を直線往復運動しながら冷媒を吸入、圧縮する多数のピストン１６５が設置される。
一方、斜板１６０を初期位置に復帰させるために圧縮コイルスプリング１６４がローター１６１とスリーブ１６３との間に設置される。
そして、吐出室１３２の内部には、吐出冷媒の脈動圧の減少のために吐出マフラー室１８０が形成される。

吐出マフラー室１８０は、吐出室１３２の内部と区画されるように吐出室１３２の中央位置に円形の隔壁１３５を形成し、隔壁１３５の開口された一側には後述する逆止弁１９０が結合されている。
すなわち、後方ハウジング１３０の冷媒吐出経路上では、エアコンのオフ（ＯＦＦ）時、冷媒が圧縮機１００の内部で循環できるようにすると共に外部からの冷媒の逆流を防止する逆止弁１９０を設置するが、本発明ではこの逆止弁１９０によって吐出マフラー室１８０が形成されるようにしたものである。
したがって、逆止弁１９０は、吐出マフラー室１８０の一側をカバーするように隔壁１３５の内側に結合されており、また、吐出マフラー室１８０の空間が確保できるように隔壁１３５の端部側に向けて傾いて結合される。

ここで、逆止弁１９０は、隔壁１３５の内側に押入、結合されるのが好ましく、この際、隔壁１３５の内側には逆止弁１９０の離脱防止のためにリテーナ１９５が結合される。一方、隔壁１３５の内側面には逆止弁１９０が装着されるように装着爪１３５ａが形成されている。
また、逆止弁１９０は、吐出室１３２の中央部に形成された隔壁１３５に結合されることで、吐出室１３２の中央部に設置されることになり、高圧冷媒の吐出時、脈動圧波形の重畳を避けることができる。

このように逆止弁１９０によって吐出マフラー室１８０が形成されることで、従来のように吐出マフラー室９０（従来）を別に形成するための部品が省略でき、作業工数の削減はもとより吐出冷媒の脈動圧（脈動騷音）も減少し、逆止弁１９０は、逆止弁１９０の設置面積が確保された吐出マフラー室１８０に設置できるので圧縮機１００のサイズを大きくする必要もない。

そして、上述した逆止弁１９０は、公知の多様な逆止弁を使用することができるが、本発明の逆止弁１９０は、図５のように隔壁１３５の内側に押入／結合され中央に冷媒流入孔１９１ａが形成されたカバー部１９１と、カバー部１９１の一側に結合されると共に冷媒排出孔１９２ａが形成された弁ボディ１９２と、カバー部１９１と弁ボディ１９２の間に流動可能に設置されると共に弁ボディ１９２側に支持された弾性部材１９４によって冷媒流入孔１９１ａを弾性的に開閉する弁体１９３とからなる。
弁ボディ１９２は、「ユ」字形態の断面を有し内側中央には弾性部材１９４を支持する支持爪１９２ｂが突出形成されており、一側の外周面にはフランジ１９２ｃが形成されている。

カバー部１９１と弁ボディ１９２とは、弁ボディ１９２をカバー部１９１の一側に突出形成されたビーズ１９１ｂの内側に挿入された状態で、このビーズ１９１ｂを結束（バンディング）して弁ボディ１９２のフランジ１９２ｃをかぶせるようにして結合される。
したがって、エアコンのオフ時、斜板角が最小に維持される。その角度は０゜ではないので冷媒は吐出されるが、この時、吐出される冷媒量は非常に少なく、圧力も少ないので逆止弁１９０は開放されない。すなわち、逆止弁１９０は一定以上の圧力が作用する場合のみ開放されるので、エアコンオフ時は斜板角が最小になりその圧力も微圧になるので閉鎖される。
これによってエアコンのオフ時、圧縮機１００の内部の冷媒が外部に吐出されず内部で循環できるようにすると共に外部から冷媒の逆流も防止する。

以下、本発明に係る可変容量型斜板式圧縮機１００の冷媒循環過程を説明する。
まず、駆動軸１５０がエンジンの動力によって回転すると、該駆動軸１５０に装着された斜板１６０が駆動軸１５０と共に回転しながら前後方に揺動運動を行い、これによって斜板１６０の外周に結合された多数のピストン１６５が、シリンダブロック１１０のシリンダボア１１１内を順次に往復運動するようになり、吸入と圧縮行程を繰り返す。
ここで、ピストン１６５の吸入行程時では、シリンダボア１１１の内部の圧力降下によって弁ユニット１４０の吸入弁（不図示）が開放されシリンダボア１１１と吸入室１３１が連通されるので、外部から吸入ポート１１２及び吸入マフラー室１１３を通して吸入室１３１内に供給された冷媒がシリンダボア１１１内に流入する。

そして、ピストン１６５の圧縮行程時では、シリンダボア１１１の内部の圧力上昇によって冷媒が圧縮されながら弁ユニット１４０の吐出弁（不図示）が開放され、シリンダボア１１１と吐出室１３２が連通されるので、圧縮冷媒がシリンダボア１１１から吐出室１３２に排出される。
続いて、吐出室１３２に排出された冷媒は、高温、高圧の冷媒であり、このような高圧の冷媒によって逆止弁１９０が開放される。このように逆止弁１９０が開放されると、吐出室１３２に排出された冷媒が逆止弁１９０の冷媒流入孔１９１ａ及び冷媒排出孔１９２ａを通過して吐出マフラー室１８０に移動し、以後吐出通路１３３を通して外部に排出される。

この際、吐出室１３２の冷媒が、逆止弁１９０を通過した後、吐出マフラー室１８０に移動する過程で、吐出室１３２では拡大され、逆止弁１９０を通過しながら縮小され、吐出マフラー室１８０ではまた拡大されるので吐出冷媒の脈動圧が減少する。
一方、エアコンオフ時は、上述したように、斜板１６０の斜板角が最小になり、冷媒の流動がほとんどないのみならず、冷媒の圧力も微圧になり逆止弁１９０が閉鎖されるので、冷媒が圧縮機１００の内部で循環できる。

従来の可変容量型斜板式圧縮機を示す断面図である。 本発明に係る可変容量型斜板式圧縮機を示す断面図である。 図２のＡ―Ａ線断面図である。 本発明に係る可変容量型斜板式圧縮機の吐出マフラー室を拡大した部分断面図である。 本発明に係る可変容量型斜板式圧縮機の逆止弁を示す断面図である。

符号の説明

１００ 圧縮機
１１０ シリンダブロック
１１１ シリンダボア
１１２ 吸入ポート
１１３ 吸入マフラー室
１２０ 前方ハウジング
１２１ クランク室
１２２ ベアリング
１３０ 後方ハウジング
１３１ 吸入室
１３２ 吐出室
１３３ 吐出通路
１３４ 区画壁
１３５ 隔壁
１３６ コントロール弁ポート
１４０ 弁ユニット
１４１ 弁プレート
１４２ 吸入口
１４３ 吐出口
１５０ 駆動軸
１６０ 斜板
１６１ ローター
１６２ ヒンジ手段
１６３ スリーブ
１６４ 圧縮コイルスプリング
１６５ ピストン
１６６ シュー
１７０ コントロール弁
１７１ 容量制御通路
１８０ 吐出マフラー室
１９０ 逆止弁
１９１ カバー部
１９１ａ 冷媒流入孔
１９１ｂ ビーズ
１９２ 弁ボディ
１９２ａ 冷媒排出孔
１９２ｂ 支持爪
１９２ｃ フランジ
１９３ 弁体
１９４ 弾性部材
１９５ リテーナ

Claims (3)

1. 内部に多数のシリンダボア（１１１）を有するシリンダブロック（１１０）と、
   前記シリンダブロック（１１０）の前方に結合され内部にクランク室（１２１）を形成する前方ハウジング（１２０）と、
   前記シリンダブロック（１１０）と前方ハウジング（１２０）に回転可能に設置される駆動軸（１５０）と、
   前記駆動軸（１５０）に装着され前記クランク室（１２１）内で回転する斜板（１６０）に連動され、前記シリンダボア（１１１）の内部を往復運動する多数のピストン（１６５）と、
   前記シリンダブロック（１１０）の後方に結合されると共に、内部には区画壁（１３４）によって外側は吸入室（１３１）及び内側は吐出室（１３２）が区画され、前記吐出室（１３２）には吐出冷媒の脈動圧の減少のための吐出マフラー室（１８０）が隔壁（１３５）によって区画された後方ハウジング（１３０）と、
   エアコンのオフ（ＯＦＦ）時、冷媒が圧縮機（１００）の内部で循環できるようにすると共に冷媒の逆流を防止する逆止弁（１９０）とを含み、
   前記吐出マフラー室（１８０）は、前記吐出室（１３２）の内部と区画されるように前記吐出室（１３２）の中央位置に前記シリンダブロック内に突出されるように形成された円形の前記隔壁（１３５）によって形成され、前記円形の隔壁（１３５）によって形成された前記吐出マフラー室の開口部には前記逆止弁（１９０）が結合され、
   前記逆止弁（１９０）は、中央に冷媒流入孔（１９１ａ）が形成されたカバー部（１９１）と、
   前記カバー部（１９１）の一側に結合されると共に冷媒排出孔（１９２ａ）が形成された弁ボディ（１９２）と、
   前記カバー部（１９１）と前記弁ボディ（１９２）の間に流動可能に設置されると共に前記弁ボディ（１９２）側に支持された弾性部材（１９４）によって前記冷媒流入孔（１９１ａ）を弾性的に開閉する弁体（１９３）と、
   からなり、
   前記吐出室（１３２）の中央部に設置されることを特徴とする可変容量型斜板式圧縮機。
2. 前記隔壁（１３５）には、前記逆止弁（１９０）の離脱防止のためにリテーナ（１９５）が結合されることを特徴とする請求項１記載の可変容量型斜板式圧縮機。
3. 前記逆止弁（１９０）は、前記隔壁（１３５）の内側に押入、結合されることを特徴とする請求項１記載の可変容量型斜板式圧縮機。

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