JPH01138381A - 圧縮機の脈動低減機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車空調機用冷媒圧縮機に係り、特に圧縮機
の圧力脈動に起因する振動・騒音低減に好適な脈動低減
機構に関する。

〔従来の技術〕

従来の脈動低減機構において、特公昭５８−４１９５号
公報、特開昭６１−２３９０号公報に記載のように。

吐出室及び吸入室そのものを脈動低減機構として用いて
いる。また、実開昭６１−１４５８８３号公報及び実開
昭６１−１４５８８４号公報に記載のように、吐出室及
び吸入室を仕切手段を用いて２室にする構造となってい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、前者については圧縮機の外観寸法の制
約から、吐出室及び吸入室そのものの内容積を増加する
ことができず、特に自動車に使用する際には圧縮機の回
転速度が増減することから、広い周波数範囲で脈動を低
減することができない。

また、後者については吐出室及び吸入室を仕切手段によ
り２室に分離していることから脈動低減機構が複雑とな
ることや分離したことによって室の容積が減少するため
周波数の低い領域での圧力脈動効果が小さくなるなどの
問題があった。

本発明の目的は構造が簡単でしかも広い周波数範囲で圧
力脈動を低減することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴は、複数のシリンダが形成されたシリンダ
ブロックと、前記シリンダにそれぞれ嵌合された複数の
ピストンと、前記シリンダブロックの一端に設けられ、
吸入ポートと吐出ボー゛トが前記シリンダに対応してそ
れぞれ複数形成されたシリンダヘッドと、前記吸入ポー
トを開閉する吸入弁と、前記吐出ポートを開閉する吐出
弁と、前記シリンダヘッドを挾んでシリンダブロックの
一端に固定されたリアカバとを備え、該リアカバ内を、
前記吸入ポートと連通ずる吸入室と前記吐出ポートと連
通ずる吐出室に仕切り、前記複数のピストンが所定の位
相差をもって往復動する圧縮機において、前記リアカバ
に設けた吸入口と前記吸入室を連通ずる吸入連路及び前
記リアカバに設けた吐出口と前記吐出室を連通ずる吐出
通路をリアカバ内に形成して、該通路内に少なくとも１
つの膨張空間を設けることにより、上記目的を達成する
ものである。

〔作用〕

本発明によれば、リアカバに形成された吐出口と吐出室
を連通ずる通路及び吸入口と吸入室を連通する通路内に
膨張空間を形成することによって、各シリンダ内で圧縮
された高圧ガスは各吐出ポートから高圧室にいったん吐
出された後、ある容積比に拡大された膨張空間を介して
吐出口から吐出される。また、吸入口からの吸入ガスは
、ある容積比に拡大された膨張空間に流入した後、吸入
室を介して各吸入ポートからシリンダ内に吸入されるの
で、上記通路内でガスの縮流・膨張を繰り返し行わせて
脈動波の干渉を生じさせることによって上記課題を達成
することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。

第１図及び第２図は本発明を適用した可変ストローク斜
板式圧縮機の全体構造を示したもので、第１図は斜板傾
転角が最大、つまりビストンストロークが最大となって
いる状態を示している。円筒状のシリンダブロック２の
一端には、中央部にラジアル斜状コロ軸受１８を介して
主軸１３を回転自在に支承するフロントハウジング１が
配置、固定され、斜板室１０を形成している。該シリン
ダブロック２には、主軸１３を中心としてかつ該主軸１
３の軸線と平行に複数のシリンダ３３が円周方向に設置
されている。

前記主軸１３は、すでに述べたようにフロントハウジン
グ１及びシリンダブロック２のほぼ断面中央部にあって
、フロントハウジング１及びシリンダブロック２の中央
部に設けられたラジアル針状コロ軸受１８及び１９によ
り回転自在に支持されている。この主軸１３に対し圧入
あるいはピン１１または塑性結合などによるドライブプ
レート１４が固定されている。

このドライブプレート１４は後述する斜板本体１２と共
に斜板を構成する。すなわち斜板をドライブプレート１
４と斜板本体１２に分割し以下述べる構成をとることに
より斜板本体の傾斜角（斜板傾転角）を変化させピスト
ンのストロークを変化させることができるものである。

すなわち、このドライブプレート１４には耳部１４１が
形成され、この耳部１４１にカム溝１４２が設けられて
いる。カム溝１４２内には、斜板側のピボットピン１６
が移動可能に取付けられている。またドライブプレート
１４の耳部１４１と斜板耳軸１２１とは互いに側面が接
触するような構造になっている。これにより、主軸１３
の回転によりドライブプレート１４が回転すると、ドラ
イブプレート１４上の耳部１４１から斜板耳軸１２１に
回転力が与えられ、斜板本体１２が回転する。尚、ドラ
イブプレート１４に形成されたカム溝１４２は１つの閉
曲線からなる縁を有し、ピボットピン１６がこのカム溝
１４２内を移動してもピストン３１の上死点位置が変ら
ないような曲線としである。

主軸１３には、スリーブ１５が主軸１３に対して軸方向
に滑動可能に組み込まれている。このスリーブ１５と斜
板本体１２とはスリーブビン１７により連結され、スリ
ーブ１５に対して斜板１２がスリーブピン１７の回りに
回転自在なように締結されている。このときスリーブ１
５が図中右方向に滑動する斜板本体１２の傾斜は小さく
なる。

なお、主軸１３の回転により、ドライブプレート１４、
斜板本体１２．スリーブ１５が共に回転する。

斜板本体１２にはボールベアリング２３を介してピスト
ンサポート２１が接触するように保・持されている。す
なわち、斜板本体１２に固定されたスペーサ２２１及び
止め輸２２によりボールベアリング２３に与圧を付加し
、ボールベアリング２３が斜板本体１２に対し回転方向
に相対的に移動しないように斜板本体１２のハブ部１２
２に固定されている。

さらに、ピストンサポート２１は突起部２１１により、
ボールベアリング２３に対して第１図の右方向への移動
を規制され、しかも斜板本体１２との間に設置されたス
ラストベアリング２５により、同図の左方向への移動も
規制されている。また、ピストンサポート２１の下側位
置で、かつ半径方向にサポートピン２６が圧入、ねじ込
み、あるいは塑性結合などの方法で固定されている。こ
のサポートピン２６にはスライドボール２７．スライド
ボール２７の外周面に当接する球面状を有する円筒形状
のスライドシュー２９が装着され、サポートピン２６は
軸方向溝２８に対して回転及び滑動可能になっている。

このようにして、このスライドシュー２９は、フロント
ハウジング１の内周底部に設けられた前記軸方向溝２８
を往復運動する。これにより前記ピストンサポート２１
が主軸１３の回りに回転しないよう軸回りの運動を規制
する。

ピストンサポート２１には、コンロッド３２の一端が保
持されている。すなわちコンロッド３２は、１つの・ス
テム部３２３の両端にボール部３２１゜３２２が溶接等
で結合されて形成される。そしてこのコンロッド３２の
一端、すなわちボール３２１がピストンサポート２１に
保持される。この保持はボール３２１の中心回りに回転
自在におこなわれる。他端、すなわちボール３２２も、
同様にボール３２２の中心回りに回転自在に、かしめ等
の方法によってピストン３１に保持されている。このよ
うなコンロッド３２とピストン３１は複数個存在する。

この複数個のピストン３１は前記シリンダブロック２に
設けられた複数のシリンダ３３内に往復動自在に嵌合さ
れて組み込まれている。なおピストン３１にはピストン
リング３４．３５が装着されている。

シリンダブロック２の右側には吸入弁５．シリンダヘッ
ド４．吐出弁６．パツキン７、リアカバ３とが配置され
ている。さらに、このシリンダブロック２は、フロント
ハウジング１と一体に、ボルト３６　（ａ）〜３６　（
ｆ）などで固定されている。フロントハウジング１とシ
リンダブロック２との気密は０リング３８によって保っ
ている。リアカバ３とシリンダブロック２とは０リング
３９で気密を保っている。

次に、斜板傾転角度の上限と下限を規制する構造につい
て述べる。斜板傾転角が小から大なる方向に作動する過
程においては、スリーブ１５は主軸１３上を第１図で右
から左の方向にスライドする。これによって斜板１２は
スリーブビン１７を中心に時計方向に傾転する。そして
、斜板傾転角度が最大（ビストンストロークが最大）と
なると、ドライブプレート１４上に主軸に対して対称な
位置に２箇所設置された傾転規制部（図示せず）と、斜
板本体１２上に主軸に対して対称に設けられた傾転規制
部（図示せず）が当接する。このとき、スリーブ１５と
ドライブプレート１４及びピボットピン１６とカム溝１
４２には適当な間隙を設けているため、各部材が衡突す
ることを回避している。また、斜板傾転角度が最小（ビ
ストンストロークが最小）時には主軸１３上に設置した
市め輸１３２にスリーブ１５の先端を当接することによ
って、最小ストロークの位置を規制している。

ガスを圧縮する際に主軸１３に作用する左方向のスラス
ト力（軸方向の力）は、前記ドライブプレート１４を経
てフロントハウジング１の間に設置したスラストベアリ
ング４２で支持される。また主軸１３に作用するラジア
ル力（半径方向のカ）は、フロントハウジング１及びシ
リンダブロック２の軸受ハウジング２０内に設けられた
２個のラジアル針状コロ軸受１９及び１８で支持される
。

主軸１３の後端部には、スラストベアリング２０１が板
バネ２０２によってシリンダブロック２の軸受ハウジン
グ２０に固定されている。このスラストベアリング２０
１に使用されているスラス・トレースは、この圧縮機の
トップクリアランス（ピストン３１が上死点にあるとき
、ピストン３１の頭部と吸入弁５の間隙として定義され
る）を調整できるようになっている。

次に、第１図及び第３図によりリアカバ３内に形成され
る冷媒通路について述べる。リアカバ３には吸入口６０
を有する吸入ユニオン６１と吐出口５７を有する吐出ユ
ニオン５８が設置されており、前記吸入ユニオン６１は
冷凍サイクルを構成する蒸発器（図示せず）に、また前
記吐出ユニオン５８は凝縮器（図示せず）にそれぞれ配
管されている。前記吸入口６０は吸入通路３０２とつな
がり、圧力制御弁４１を経て吸入室８につながっている
。この吸入室８と吐出室９は前記主軸１３を中心とする
円形の隔壁５０によって仕切られている。前記吸入室８
及び吐出室９はそれぞれ吸入弁５と吐出弁６を介して各
々吸入ポート４０１と吐出ポート４０２に通じている。

これらの吸入ポート４０１と吐出ポート４０２は各々シ
リンダ３３に対応してシリンダヘッド４に設けら九てい
る。

前記圧力制御弁４１はベローズ（あるいはダイヤフラム
）とバネによって構成されており、この制御弁４１の上
流側とフロントハウジング１内の斜板室１ｏとは圧力を
同じにするために連通されている。すなわちリアカバ３
．パツキン７、吐出弁６．シリンダヘッダ４及び吸入弁
５の中心部に設けられた各々の導通孔３０３，７０３，
６０３゜４０３及び５０３と主軸１３の中心部に設けら
れた通路１３１、この通路１３１に接続しドライブプレ
ート１４に半径方向に開口する通路１４３により連通し
ている。他方、制御弁４１の下流側は吸入室８に通じて
いる。

前記吸入通路３０２の端部には連通孔６２が設けられて
おり、この連通孔６２は、パツキン７゜シリンダヘッド
４．吸入室５及びシリンダブロック２にそれぞれ図示し
ない連通孔によってフロントハウジング１内の斜板室１
０とつながっている。

前記吐出室９は前記吐出ユニオン５８に設けられた吐出
口５７に吐出通路５３により連通している。該吐出通路
５３は吐出室９側の絞り部５１と吐出５７側の絞り部５
５によって膨張空間５４が形成されており、吐出室９と
膨張空間５４とは絞り部５１に設けた連通孔５２により
連通しており、膨張空間５４と吐出口５７とは絞り部５
５に設けられた連通孔５６によってつながっている。尚
、前記絞り部５５は○リング６３にて吐出ユニオン５８
とのガスシールを行い、絞り部５５と吐出通路５３との
シールは０リング５９で行い、その固定は吐出ユニオン
５８をリアカバ３に固定するボルト（図示せず）により
行っている。また、絞り部５１は吐出通路５３に圧入等
の手段によって固定している。ここで、絞り部５１．５
５及び膨張空間５４の断面積や通路長さ等の寸法は、該
圧縮機で圧力脈動により問題となる周波数帯域を低減す
るように決定されるのは言うまでもない。

以上述べた構成とすることによって、エンジン（図示せ
ず）により、この圧縮機の主軸１３に駆動力が入力され
ると、ドライブプレート１４及び斜板本体１２が回転し
、主軸１３の回転軸に対しピストンサポート２１が揺動
運動する。この揺動運動はいわゆるみそすり運動とよば
れるもので。

丸い器の中に入った液体に円運動を与えたときに液面の
おこなう運動に似ている。この揺動運動によってピスト
ン３１がシリンダ３３内を往復運動（主軸１３の軸方向
に平行な直線運動）することになる。

冷凍サイクル（図示せず）から帰還した冷媒は、吸入口
６０に流入し、吸入通路３０２を経て制御弁４１で適正
な圧力に制御され低下した後、リアカバ３に形成された
吸入室８に導入され、シリンダヘッド４の吸入ボート４
０１．吸入弁５を経てシリンダ３３内に流入し、吸入行
程を終了する。

ピストン３１により圧縮された冷媒は、シリンダヘッド
４の吐出ポート４０２．吐出弁６を経てリアカバ３内に
形成された吐出室９にいったん吐出され、吐出通路５３
に形成された絞り部５１の連通孔５２．膨張空間５４及
び絞り部５５の連通孔５６を経て吐出ユニオン５８に設
けられた吐出口５７から冷凍サイクル（図示せず）に吐
出・される。

以上述べた構成とすることによって、吐出室９に吐出さ
れた吐出ガスが吐出ユニオンの吐出口５７を通過する間
に、縮流と膨張を繰り返すことによって圧力脈動波の干
渉が生じて、その結果吐出圧力脈動が低減する。

第４図は本発明の他の実施例を示す、リアカバ３の部分
断面拡大図である。前記実施例と比較すると、膨張空間
５３を形成する手段を異にしている。すなわち、この実
施例においては、吐出室９に連通ずる絞り部５１の連通
孔５２の口径を前記実施例の吐出通路５３の径と同一と
している。また、絞り部５５の連通孔５６の径を吐出ユ
ニオン５８に形成した吐出口５７の径と等しくしている
。

よって、膨張空間５４の断面積は前記実施例で示した同
断面積より大きくなっている。前記絞り部５１は別部材
で構成する必要がなくなる。尚、前記絞り部５５は、Ｏ
リング６３にて吐出ユニオン５８とのガスシールを行い
、絞り部５５と吐出通路５３とのシールはＯリング５９
で保っており、絞り部５５の固定は吐出ユニオン５８を
リアカバ３に固定するボルト（図示せず）により行って
いる。

以上述べた構成とすることによって、吐出室９に吐出さ
れた吐出ガスは、連通孔５２から吐出口５７を通過する
際に、縮流・膨張を繰り返すことにより、吐出圧力脈動
が低減することはもちろんのことである。本実施例によ
れば、絞り部の口径が大きくすることができるので、絞
り部での圧力損失が小さくできる結果、該圧縮機の性能
低下を防止できる効果がある。

以上の実施例では吐出圧力脈動の低減について述べてき
たが、第１図に示した吸入通路３０２に本発明を適用す
れば吸入圧力脈動を低減することができる。また、上記
実施例においては、リアカバ内に形成された吐出通路及
び吸入通路が、圧縮機の主軸に対して直角方向（ラジア
ル方向）に設けられている場合を示したが、本発明にお
いてはこの限りではなく、例えば、吐出及び吸入通路が
上記主軸に対して平行（アキシャル方向）に形成された
場合においても、同等の効果を持たせることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、膨張空間を設けることに
より、ガスの縮流・膨張を繰り返して行わせ脈動波の干
渉を積極的に行うことができるので、構造が簡単でしか
も広い周波数範囲で圧力派動を低減でき、脈動に基づく
振動・騒音の発生を低減することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明を適用した可変ストローク斜
板式圧縮機の構造図、第２図は第１図の１−Ｉ線断面図
、第３図は本発明の実施例を示すリアカバの正面部分断
面図、第４図は本発明の他の実施例を示すリアカバの部
分断面拡大図である。 ２・・・シリンダブロック、３・・・リアカバ、４・・
・シリンダヘッド、５・・・吸入弁、６・・・吐出弁、
８・・・吸入室、９・・・吐出室、３１・・・ピストン
、３３・・・シリンダ、５３・・・吐出通路、５４・・
・膨張空間、５７・・・吐出口、６０・・・吸入口、３
０２・・・吸入通路、４０１・・・吸入ポート、４０２
・・・吐出ポート。 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．複数のシリンダが形成されたシリンダブロツクと、
   前記シリンダにそれぞれ嵌合された複数のピストンと、
   前記シリンダブロツクの一端に設けられ、吸入ポートと
   吐出ポートが前記シリンダに対応してそれぞれ複数形成
   されたシリンダヘツドと、前記吸入ポートを開閉する吸
   入弁と、前記吐出ポートを開閉する吐出弁と、前記シリ
   ンダヘツドを挾んでシリンダブロツクの一端に固定され
   たリアカバとを備え、該リアカバ内を前記吸入ポートと
   連通する吸入室と前記吐出ポートと連通する吐出室に仕
   切り、前記複数のピストンが所定の位相差をもつて往復
   動する圧縮機において、前記リアカバに設けた吸入口と
   前記吸入室を連通する吸入通路及び前記リアカバに設け
   た吐出口と前記吐出室を連通する吐出通路を前記リアカ
   バ内に形成して、該通路内に少なくとも１つの膨張空間
   を設けたことを特徴とする圧縮機の脈動低減機構。
2. ２．特許請求の範囲第１項において、吸入通路及び吐出
   通路を半径方向に形成することを特徴とする圧縮機の脈
   動低減機構。
3. ３．特許請求の範囲第１項において、前記通路内に絞り
   部を有する部材を挿入することにより膨張空間を形成す
   ることを特徴とする圧縮機の脈動低減機構。
4. ４．特許請求の範囲第１項において、吸入口及び吐出口
   の通路面積より大なる膨張空間とすることを特徴とする
   圧縮機の脈動低減機構。