JP6135573B2 - 容量可変型斜板式圧縮機 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された圧縮機では、圧縮機のリヤハウジングにハウジングの径方向に延びるようにオイル分離室が形成され、オイル分離室の下方で圧縮機の後端部にはオイル貯留室が設けられている。オイル分離室とオイル貯留室との間には両室を連通する透孔が形成されている。また、リヤハウジングにはオイル分離室と吐出室とを連通する流入通路が形成されている。そして、オイル分離室に隣接する下流側に吐出孔が形成され、この吐出孔には吐出経路での冷媒ガスの逆流を防ぐ逆止弁ユニットが取り付けられている。逆止弁ユニットはオイル分離室側に突出するパイプ部を備え、オイル分離室及びパイプ部がオイル分離手段を構成している。また、逆止弁ユニットに備えられた台座部の環状ポート(中間圧室)とオイル貯留室とを連通する戻し通路としてのガス戻し通路が形成されている。ガス戻し通路は透孔よりも小径(約1mm)に設定され、オイル貯留室に入り込んだ冷媒ガスを吐出経路に形成された環状ポートに戻す通路として機能している。
図1に示す圧縮機10は容量可変型両頭斜板式圧縮機である。容量可変型両頭斜板式圧縮機は、両頭ピストンを用いた容量可変型斜板式圧縮機である。
図1に示すように、ハウジングは、圧縮機10の前部のフロントハウジング11と、圧縮機10の後部のリヤハウジング12と、フロントハウジング11とリヤハウジング12との間に位置する第1シリンダブロック13及び第2シリンダブロック14と、を有している。フロントハウジング11と第1シリンダブロック13とは接合され、フロントハウジング11と第1シリンダブロック13との間に第1弁形成プレート15が介在されている。リヤハウジング12と第2シリンダブロック14とは接合され、リヤハウジング12と第2シリンダブロック14との間に第2弁形成プレート16が介在されている。また、第1シリンダブロック13と第2シリンダブロック14とは間にガスケット44を介して接合されている。そして、フロントハウジング11、第1シリンダブロック13、第2シリンダブロック14、リヤハウジング12は、図示しない通しボルトの締結により一体的に固定されている。
さらに、フロントハウジング11には、第1フロント側連通路20Aが形成され、第1フロント側連通路20Aは、前端側が第1吐出室19Aに連通し、後端側がフロントハウジング11の後端に開口している。
さらに、リヤハウジング12には、第1リヤ側連通路23Aが形成され、第1リヤ側連通路23Aは、後端側が第2吐出室19Bに連通し、前端側がリヤハウジング12の前端に開口している。
第1シリンダブロック13には、複数個の第1シリンダボア13Aが周方向に等間隔でそれぞれ平行に形成されている。また、第1シリンダブロック13には、駆動軸25を挿通させる第1軸孔13Bが形成され、第1軸孔13B内には滑り軸受が設けられている。
さらに、第1シリンダブロック13には、第1軸孔13Bと連通する第1凹部13Cが形成され、第1凹部13Cは斜板室24と連通している。第1凹部13Cの前端には、第1スラスト軸受26Aが設けられている。さらに、第1シリンダブロック13には、斜板室24と第1吸入室18Aとを連通する第1連絡路27Aが形成されている。
さらに、第1シリンダブロック13には、第2フロント側連通路20Bが形成されている。
また、第1シリンダブロック13の外周側には、径方向に突出する第1シリンダブロック側突出部42が形成されている。第1シリンダブロック側突出部42については後で詳述する。
さらに、第2シリンダブロック14には、第2軸孔14Bと連通する第2凹部14Cが形成され、第2凹部14Cは斜板室24と連通している。第2凹部14Cの後端には、第2スラスト軸受26Bが設けられている。さらに、第2シリンダブロック14には、斜板室24と第2吸入室18Bとを連通する第2連絡路27Bが形成されている。
また、第2シリンダブロック14の外周側には、径方向に突出する第2シリンダブロック側突出部43が形成されている。第2シリンダブロック側突出部43については後で詳述する。
吸入ポート29は、斜板室24と連通するように形成され、図示しない外部冷媒回路と接続されており、吸入ポート29を介して外部冷媒回路より斜板室24に冷媒ガスが導入される。
第1弁形成プレート15には、各第1シリンダボア13Aと第1吸入室18Aを連通する第1吸入孔15E、各第1シリンダボア13Aと第1吐出室19Aを連通する第1吐出孔15Fがそれぞれ形成されている。第1吸入孔15Eには、第1吸入孔15Eを開閉可能な第1吸入弁が設けられている。第1吐出孔15Fには、第1吐出孔15Fを開閉可能な第1吐出弁が設けられている。
また、第1弁形成プレート15には、第1吸入室18Aと第1連絡路27Aを連通する第1吸入連通孔15G、第1フロント側連通路20Aと第2フロント側連通路20Bを連通する第1吐出連通孔15Hが形成されている。
第2弁形成プレート16には、各第2シリンダボア14Aと第2吸入室18Bを連通する第2吸入孔16E、各第2シリンダボア14Aと第2吐出室19Bを連通する第2吐出孔16Fがそれぞれ形成されている。第2吸入孔16Eには、第2吸入孔16Eを開閉可能な第2吸入弁が設けられている。第2吐出孔16Fには、第2吐出孔16Fを開閉可能な第2吐出弁が設けられている。
また、第2弁形成プレート16には、第2吸入室18Bと第2連絡路27Bを連通する第2吸入連通孔16G、第1リヤ側連通路23Aと第2リヤ側連通路23Bを連通する第2吐出連通孔16Hが形成されている。
駆動軸25は、第1支持部材31を介して第1軸孔13B内に挿通されると共に、第2支持部材32を介して第2軸孔14B内に挿通され、それぞれ滑り軸受を介して回転可能にハウジングに軸支されている。
斜板33は、平板状の環状体で形成されている。斜板33は、リングプレート36に固定されている。リングプレート36は平板状の環状体で形成されており、中心部に挿通孔36Aが形成されている。斜板33は、斜板室24内において挿通孔36Aに駆動軸本体30が挿通されることにより、駆動軸25に係合されている。
ラグアーム37の前端側は、第2ピン38Bによって第1支持部材31と接続されている。ラグアーム37は、駆動軸25に対し、第2ピン38Bの軸心周りに揺動可能に支持されている。
このように、リンク機構34は、駆動軸25と斜板33との間に設けられ、ラグアーム37、第1ピン38A、第2ピン38Bにより構成されている。
移動体35Aは、前方に開口する有底の円筒状の形状を有している。また、移動体35Aの周壁の前端には、連結部35Dが形成されている。
区画体35Bは、移動体35Aの内径とほぼ同径の円板状に形成されている。この区画体35Bとリングプレート36との間には、復帰ばねが設けられている。
制御圧室35Cは、区画体35Bと移動体35Aにより区画され、内部の圧力によって移動体35Aを移動させることが可能である。
また、駆動軸本体30内には、後端から前方に向かって軸心方向に延びる軸内通路25Aが形成されている。軸内通路25Aの前端は、駆動軸本体30の外周面側に開口され、制御圧室35Cに連通している。軸内通路25Aの後端は、圧力調整室21と連通している。
これにより、斜板33が第3ピン38Cの軸心周りで時計回り方向に揺動する。また、ラグアーム37が第1ピン38Aの軸心周りで時計回り方向に揺動すると共に、ラグアーム37が第2ピン38B軸心周りで反時計回り方向に揺動する。このため、ラグアーム37が第1支持部材31のフランジ部31Aに接近する。その結果、駆動軸25の駆動軸心Lに直交する方向に対する斜板33の傾斜角度が減少し、ピストン39のストロークが減少することで、圧縮機10の吐出容量が小さくなる。
これにより、連結部35Dを通じて移動体35Aが斜板33の下端側を斜板室24の後方側へ牽引する状態となる。これにより、斜板33が第3ピン38Cの軸心周りで反時計回り方向に揺動する。また、ラグアーム37が第1ピン38Aの軸心周りで反時計回り方向に揺動すると共に、ラグアーム37が第2ピン38B軸心周りで時計回り方向に揺動する。このため、ラグアーム37が第1支持部材31のフランジ部31Aから離間する。その結果、駆動軸25の駆動軸心Lに直交する方向に対する斜板33の傾斜角度が増大し、ピストン39のストロークが増大することで、圧縮機10の吐出容量が大きくなる。
図2及び図5に示すように、第1シリンダブロック側突出部42内には、軸心方向に延在し、後端面42A側に開口する3個の第1シリンダブロック側凹部45、46、47が形成されている。第1シリンダブロック側凹部45、46、47は円周方向に順に所定の間隔で形成されている。第1シリンダブロック側凹部45は、有底の角孔状に形成されている。第1シリンダブロック側凹部45は、第2フロント側連通路20Bの径方向の外周側に形成されている。第1シリンダブロック側凹部46は、有底の丸孔状に形成されている。第1シリンダブロック側凹部46には、後述する逆止弁ユニット53のオイルセパレータ54が配置されている。第1シリンダブロック側凹部47は、有底の丸孔状に形成されている。
第1シリンダブロック側突出部42内には、第1シリンダブロック側凹部45と第1シリンダブロック側凹部46とを連通する連通孔48が設けられている。また、第1シリンダブロック側突出部42内には、第1シリンダブロック側凹部46と第1シリンダブロック側凹部47とを連通する連通孔49が設けられている。なお、後述するが、連通孔48は、マフラー室57とオイル分離室58とを連通するガス導入通路に相当し、連通孔49は、オイル分離室58とオイル貯留室59とを連通するオイル通路に相当する。
第2シリンダブロック側突出部43の前端面43A側には、第2シリンダブロック側凹部51と第2シリンダブロック側凹部52とを繋ぐ端面溝63Aが形成されている。
貫通孔44Aを介して第1シリンダブロック側凹部45と第2シリンダブロック側凹部50とが連通しマフラー室57が形成される。マフラー室57は、第1吐出室19A及び第2吐出室19Bから吐出された冷媒ガスの脈動を低減する。貫通孔44Cを介して第1シリンダブロック側凹部47と第2シリンダブロック側凹部52とが連通しオイル貯留室59が形成される。オイル貯留室59は、オイル分離室58で分離されたオイルを貯留する。
オイルセパレータ54の径方向の中心部には、前後方向に連通する連通路54Aが設けられている。台座部55は、オイルセパレータ54側に設けられた大径のフランジ部55Aと、逆止弁56側に設けられた小径のフランジ部55Bと、フランジ部55Aとフランジ部55B間の本体部55Cとを有している。台座部55の径方向の中心部には、前後方向に連通する連通路55Dが設けられている。連通路55Dの内径寸法は、連通路54Aの内径寸法より小さく形成されている。連通路54Aと連通路55Dとは連通しており、冷媒ガスの吐出経路の一部を構成している。また、本体部55Cには、放射状に形成された複数の連絡孔55Eが設けられ、連絡孔55Eと連通路55Dとは連通されている。
逆止弁56は、円筒状の本体部と、本体部内で摺動可能に設けられた弁体と、弁体を付勢する付勢手段などを備えている。逆止弁56は、オイルセパレータ54より下流側の吐出経路に配設され、吐出経路における吐出された冷媒ガスの逆流を防止するために設けられている。
図6(b)に示すように、内周壁溝63Bは、内周壁51Aに内径方向に開口する断面矩形の溝である。なお、内周壁溝63Bの形状は、断面三角形でも良く、断面円弧状でも良い。内周壁溝63Bの開口側をフランジ部55Aの外周面により塞ぐことによりガス抜き用のガス抜き通路64Bが形成される。内周壁溝63Bの軸方向の長さは、図5に示すように、中間圧室60と連通する長さに形成されている。
よって、ガス抜き通路64A及びガス抜き通路64Bにより、オイル貯留室59と中間圧室60とを連通するガス抜き通路が形成される。
吐出ポート28を経て、マフラー室57に導入された高圧の吐出された冷媒ガスは、マフラー室57にて脈動の低減が図られた後、ガス導入通路である連通孔48を通ってオイル分離室58に送られる。連通孔48を介してオイル分離室58に導入された吐出された冷媒ガスは、第1シリンダブロック側凹部46の内壁面とオイルセパレータ54の外周面間の空間をオイルセパレータ54の基端部側(フランジ部55A側)より先端側に向かって旋回し、吐出された冷媒ガス中に含まれるオイルが吐出された冷媒ガスから遠心分離される。オイルが分離された吐出された冷媒ガスは、オイル分離室58からオイルセパレータ54の内部の連通路54A及び台座部55の内部の連通路55Dを通って逆止弁室61に導入され、排出通路62を通って外部冷媒回路に排出される。
また、ガス抜き通路64A、64Bを通ってオイル貯留室59に溜まった冷媒ガスは、中間圧室60に流入し連絡孔55Eを通って吐出経路にある連通路55Dに排出され、ガス抜きが行われる。
ガス抜き通路64Aは、第2シリンダブロック側突出部43の前端面43A側に、第2シリンダブロック側凹部51と第2シリンダブロック側凹部52とを繋ぐ端面溝63Aを形成し、端面溝63Aとガスケット44により形成される。
ガス抜き通路64Bは、第2シリンダブロック側凹部51の内周壁51Aに端面溝63Aに連通された内周壁溝63Bを形成し、内周壁溝63Bとフランジ部55Aの外周面により形成される。
このように、第2シリンダブロック側突出部43の端面側及び、第2シリンダブロック側凹部51の内周壁に溝を形成するだけでよく、従来のように孔加工する場合と比較して加工が簡単である。また、溝の形状や大きさも自由に選択可能である。
(1)オイル貯留室59と中間圧室60とを連通するガス抜き通路は、ガス抜き通路64Aとガス抜き通路64Bにより形成されている。ガス抜き通路64Aは、第2シリンダブロック側突出部43の前端面43A側に、第2シリンダブロック側凹部51と第2シリンダブロック側凹部52とを繋ぐ端面溝63Aを形成し、端面溝63Aとガスケット44により形成される。ガス抜き通路64Bは、第2シリンダブロック側凹部51の内周壁51Aに端面溝63Aに連通された内周壁溝63Bを形成し、内周壁溝63Bとフランジ部55Aの外周面により形成される。ガス抜き通路64A、64Bを利用して、オイル貯留室59に溜まった冷媒ガスのガス抜きを行うことが可能である。よって、第2シリンダブロック側突出部43の端面側及び第2シリンダブロック側凹部51の内周壁に溝を形成するだけでよく、加工が簡単であり、オイル貯留室59と中間圧室60を連通するガス抜き通路を簡単に形成することが可能である。また、溝の形状や大きさは自由に選択可能である。
(2)第1シリンダブロック13と第2シリンダブロック14間に介在されるシール部材としてのガスケット44は、ガス抜き通路64Aの一部を構成する構成部品として兼用することができ、部品点数を削減することが可能である。
(3)オイルセパレータ54と台座部55と逆止弁56とを一体化した逆止弁ユニット53を準備し、段差を有する第2シリンダブロック側凹部51に逆止弁ユニット53を嵌合固定することにより、逆止弁ユニット53を簡単に取り付けることが可能である。オイルセパレータ54及び逆止弁56を別々に取り付ける場合と比較して、組み付け工数を削減することが可能である。
(4)逆止弁ユニット53における台座部55に設けられた2箇所のフランジ部55A、55Bを、第2シリンダブロック側凹部51に形成された2箇所の内周壁51A、51Bに嵌合することにより、オイルセパレータ54の周囲のオイル分離室58と、フランジ部55A、55B間に形成された中間圧室60と、逆止弁56の周囲に形成された逆止弁室61とが連通しないように設定可能である。段差を有する第2シリンダブロック側凹部51に逆止弁ユニット53を嵌合するだけで、オイル分離室58と逆止弁室61との間に中間圧室60を容易に形成することが可能である。
(5)第1シリンダブロック13及び第2シリンダブロック14の外周側に、径方向に突出する第1シリンダブロック側突出部42及び第2シリンダブロック側突出部43をそれぞれ形成し、各突出部42、43内に形成された第1シリンダブロック側凹部45〜47及び第2シリンダブロック側凹部50〜52により、マフラー室57、オイル分離室58及びオイル貯留室59を隣接して配置することが可能である。従来のようにリヤハウジングにオイル分離室及びオイル貯留室を形成する場合と比較して、連通路の形成が簡単であり装置の簡略化を図れる。
○ 図7に示すように、逆止弁ユニット53のフランジ部55Aをビート71A付きガスケット71で押し付けることにより、逆止弁ユニット53を第2シリンダブロック側凹部51に固定しても良い。この場合には、ガスケット71で押し付けることによりフランジ部55A、55Bは段差に押し付けられ、オイル分離室58、中間圧室60及び逆止弁室61が連通しないようにシールすることが可能である。このとき、ガスケット71はオイル分離室58の一部を構成している。なお、ビート71Aが付いていなくても良い。
○ 本発明の実施形態においては、第2シリンダブロック側突出部43の前端面43A側に、オイル貯留室59と中間圧室60とを連通する端面溝63Aを形成するとして説明したが、第1シリンダブロック側突出部42の後端面42A側に、オイル貯留室59と中間圧室60とを連通する端面溝を形成しても良い。この場合には、逆止弁ユニット53は第1シリンダブロック側凹部46側に取り付けられる。
○ 本発明の実施形態においては、第2シリンダブロック側突出部43の前端面43A側に、オイル貯留室59と中間圧室60とを連通する端面溝63Aを形成するとして説明したが、端面溝の代わりにガスケットに溝(凹部)を設けても良い。
○ 本発明の実施形態においては、オイル分離室58に隣接してマフラー室57を配置するとして説明したが、マフラー室57を設けないで、吐出ポート28と連通孔48とを直接接続しても良い。
13 第1シリンダブロック
14 第2シリンダブロック
22 制御機構
24 斜板室
25 駆動軸
33 斜板
34 リンク機構
35 アクチュエータ
35A 移動体
35B 区画体
35C 制御圧室
39 ピストン
40A、40B シュー
42 第1シリンダブロック側突出部
42A 後端面
43 第2シリンダブロック側突出部
43A 前端面
44 ガスケット
45〜47 第1シリンダブロック側凹部
50〜52 第2シリンダブロック側凹部
53 逆止弁ユニット
54 オイルセパレータ
55 台座部
55A、55B フランジ部
55C 本体部
55E 連絡孔
56 逆止弁
57 マフラー室
58 オイル分離室
59 オイル貯留室
60 中間圧室
63A 端面溝
63B 内周壁溝
64A、64B ガス抜き通路
L 駆動軸の駆動軸心
Claims (3)
- 吸入室、吐出室、前記吸入室と連通される斜板室、第1シリンダブロック及び第2シリンダブロックが形成されたハウジングと、前記ハウジングに回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転によって前記斜板室内で回転可能な斜板と、前記駆動軸と前記斜板との間に設けられ、前記駆動軸の駆動軸心に直交する方向に対する前記斜板の傾斜角度の変更を許容するリンク機構と、前記第1シリンダブロック及び前記第2シリンダブロックにそれぞれ形成されたシリンダボアに、往復動可能に収納された両頭ピストンと、前記斜板の回転により、前記傾斜角度に応じたストロークで前記両頭ピストンを前記シリンダボア内で往復動させる変換機構と、前記斜板室内に配置され、前記傾斜角度を変更可能なアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御機構とを備え、
前記アクチュエータは、前記駆動軸に設けられる区画体と、前記斜板と連結されると共に、前記斜板室内で前記駆動軸心方向に移動可能な移動体と、前記区画体と前記移動体とにより区画され、内部の圧力によって前記移動体を移動させる制御圧室とを有し、
前記第1シリンダブロック及び前記第2シリンダブロックの外周側には、径方向に突出
する第1シリンダブロック側突出部及び第2シリンダブロック側突出部が形成され、
前記第1シリンダブロック側突出部及び前記第2シリンダブロック側突出部には、前記第1シリンダブロック側突出部と前記第2シリンダブロック側突出部とが合わせられることで、前記吐出室より吐出される冷媒ガス中に含まれるオイルを分離するオイル分離室と、前記オイル分離室と連通し、前記オイル分離室で分離されたオイルを貯留するオイル貯留室とが形成され、
前記オイル分離室には、前記冷媒ガス中のオイルを分離するオイルセパレータと、前記オイルセパレータよりも下流側に配設される逆止弁と、が一体化された逆止弁ユニットが配設され、
前記オイルセパレータと前記逆止弁との間に前記オイル分離室よりも圧力が低い中間圧室が形成され、
前記第1シリンダブロック及び前記第1シリンダブロック側突出部と前記第2シリンダブロック及び前記第2シリンダブロック側突出部とは、ガスケットを介して接合されており、
前記第1シリンダブロック側突出部又は前記第2シリンダブロック側突出部と前記ガスケットとの間に、前記オイル貯留室と前記中間圧室とを連通させる連通路が形成されることを特徴とする容量可変型斜板式圧縮機。 - 前記逆止弁ユニットは、前記オイルセパレータを支持するフランジ部を備え、前記ガスケットにより前記フランジ部を押さえることにより固定され、前記ガスケットがオイル分離室の一部を構成することを特徴とする請求項1に記載の容量可変型斜板式圧縮機。
- 前記第1シリンダブロック側突出部及び前記第2シリンダブロック側突出部には、前記第1シリンダブロック側突出部と前記第2シリンダブロック側突出部とが合わさることで、前記吐出室から吐出された冷媒の脈動を低減するマフラー室が形成され、前記マフラー室は、前記オイル分離室に隣接されると共に、前記オイル分離室及び前記吐出室と連通していることを特徴とする請求項1又は2に記載の容量可変型斜板式圧縮機。
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