JPH06193559A - 往復動型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】十分な体積効率を維持するとともに、製造コス
トの低廉化を図りつつ圧縮機の軽量化を確実に実現す
る。 【構成】駆動軸６に吸入行程にある各ボアの導通路と吸
入室とを順次連通する吸入通路２５をもつ回転弁２２を
同期回転可能に結合する。駆動軸６は鉄系金属、回転弁
２２はアルミニウム系金属からなる。回転弁２２の端部
円周側に穿設された第１係合溝部２２ｂと、駆動軸６に
穿設された第２係合溝部６ａとにキー２３を嵌合する。
回転弁２２は、第１係合溝部２２ｂが端部円周側に穿設
されていることから、軸心から可及的に遠い位置に駆動
軸６からのトルクを受け、モーメントの腕長を長くでき
るため、変形を生じにくい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両空調用に供して好
適な往復動型圧縮機の改良に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、例えば特開昭５９−１４５３７８号
公報記載の斜板式圧縮機のように、シリンダブロックに
駆動軸と平行に形成された複数のボア内で各ピストンが
往復動することにより、冷媒ガスの圧縮を行う圧縮機が
知られている。この種の圧縮機では、シリンダブロック
の中心軸孔内に駆動軸が嵌挿支承され、各ピストンはこ
の駆動軸と共動するクランク室内の斜板に連係されて各
ボア内を直動する。シリンダブロックの端面には弁板を
介してハウジングが接合され、このハウジングにはボア
内に冷媒ガスを供給する吸入室と、ボア内でピストンに
よって圧縮された冷媒ガスが吐出される吐出室とが形成
されている。そして、吸入室からボア内への冷媒ガスの
吸入は、ピストンの下死点位置への移動により、弁板に
形成された吸入ポートと、この吸入ポートのボア側に設
けられてボア内の圧力に応じて吸入ポートを開放する吸
入弁とを介して行われる。また、ボア内から吐出室への
冷媒ガスの吐出は、ピストンの上死点位置への移動によ
り、弁板に形成された吐出ポートと、この吐出ポートの
吐出室側に設けられてボア内の圧力に応じて吐出ポート
を開放する吐出弁とを介して行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の圧縮機
では、吸入弁が閉弁状態を維持する方向に働くそれ自身
の弾性力に打ち勝って開弁するように構成されているた
め、圧力損失が大きい。この圧力損失は体積効率の悪化
に繋がってしまう。そこで、本出願人は、特願平３−２
３１８５３号において、体積効率の優れた往復動型圧縮
機を提案した。この圧縮機では、各ボアと中心軸孔とを
放射状に連通する導通路が形成され、駆動軸には回転弁
が同期回転可能に結合されている。回転弁には、吸入行
程にある各ボアの導通路と吸入室とを順次連通する吸入
通路が形成されている。この提案の圧縮機では、駆動軸
と同期して回転弁が回転することにより、吸入室の冷媒
ガスが順次各ボア内に吸入され、各ボアでは冷媒ガスの
吸入作用が円滑かつ安定して継続されるので、圧力損失
がきわめて小さくされる。こうして、この圧縮機では、
固定容量のものであると、可変容量のものであるとを問
わず、十分な体積効率を維持できる。

【０００４】しかしながら、駆動力伝達の際の強度確保
のため駆動軸は鉄系金属である必要がある一方、圧縮機
の可及的な軽量化の観点から回転弁はアルミニウム系金
属であることが好ましい。ここで、鉄系金属からなる駆
動軸とアルミニウム系金属からなる回転弁とが駆動軸の
回転時に干渉すれば、回転弁が損傷し、回転弁の同期回
転性が損なわれてしまう。このため、本出願人は、特願
平３−２３８４０２号において、回転弁として、外周面
に開口をもち、この開口と内面とにより吸入通路を形成
する円筒状の外部材と、この外部材のクランク室側に圧
入され、駆動軸の係合軸部に嵌合される内部材とを採用
し、外部材をアルミニウム系金属により構成するととも
に、内部材を鉄系金属により構成した。

【０００５】ところが、この圧縮機では、容積の大きな
内部材を外部材に圧入するため、外部材の外径寸法が変
化してしまい、圧入後に回転弁全体を再加工する必要を
生じていた。このため、工程の追加により製造コストの
高騰を生じていた。また、この圧縮機では、容積の大き
な内部材によって回転弁の重量が増し、圧縮機の軽量化
を損なう結果となっていた。

【０００６】本発明は、十分な体積効率を維持するとと
もに、製造コストの低廉化を図りつつ圧縮機の軽量化を
確実に実現することを解決すべき課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の往復動型圧縮機
は、上記課題を解決するため、軸心まわりに複数のボア
を有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの軸
孔内に嵌挿支承された駆動軸と、該駆動軸と共動するク
ランク室内の斜板に連係されて該ボア内を直動するピス
トンと、該軸孔と連通する吸入室及び該吸入室の外方域
に形成された吐出室を有して該シリンダブロックの端面
を閉塞するハウジングとを備えた往復動型圧縮機におい
て、前記各ボアと前記軸孔との間には導通路が形成さ
れ、前記駆動軸には吸入行程にある各ボアの導通路と前
記吸入室とを順次連通する吸入通路をもつ回転弁が同期
回転可能に結合されているとともに、該駆動軸は鉄系金
属、該回転弁はアルミニウム系金属からなり、該回転弁
の端部円周側には対向平面を有する第１係合溝部が穿設
され、該第１係合溝部には符合する対向平面を有するキ
ーが嵌合され、該キーは符合する対向平面を有して該駆
動軸端に穿設された第２係合溝部と嵌合されているとい
う新規な構成を採用している。

【０００８】

【作用】本発明の往復動型圧縮機では、駆動軸と同期し
て回転弁が回転することにより、吸入室の冷媒ガスが回
転弁の吸入通路、吸入行程にある各ボアの導通路を介し
て順次各ボア内に吸入され、各ボアでは冷媒ガスの吸入
作用が円滑かつ安定して継続されるので、圧力損失がき
わめて小さくされる。

【０００９】また、この圧縮機では、駆動軸が鉄系金属
からなるため駆動力伝達の際の強度は確保され、回転弁
がアルミニウム系金属からなるため軽量化が図られてい
る。ここで、この圧縮機では、回転弁の端部円周側に穿
設された第１係合溝部の対向平面と、駆動軸端に穿設さ
れた第２係合溝部の対向平面とにキーを嵌合することに
より、駆動軸と回転弁とを結合している。このとき、ア
ルミニウム系金属からなる回転弁は、第１係合溝部が端
部円周側に穿設されていることから、軸心から可及的に
遠い位置に駆動軸からのトルクを受けることができ、モ
ーメントの腕長を長くできるため、変形を生じにくい。
こうして、回転弁の損傷を防止しつつ駆動軸からのトル
クがキーを介して回転弁に伝達され、同期回転性は損な
われない。

【００１０】また、キーを駆動軸と回転弁との間に介在
させても先の提案のように回転弁の外径寸法は変化せ
ず、後加工を要しない。さらに、キーは比較的軽量であ
り、回転弁とキーとの合計がさほど重量化せず、圧縮機
の軽量化は損なわれない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面に基
づき説明する。図１及び図２において、１は軸方向に貫
通する中心軸孔１ａ及び６個のボア１Ａ〜１Ｆを有する
シリンダブロックであって、このシリンダブロック１の
一端面にはフロントハウジング２が接合され、他端面に
はリング状の弁板３を介してリアハウジング４が接合さ
れている。フロントハウジング２内のクランク室５に
は、鉄系金属からなる駆動軸６がフロントハウジング２
に挿通されるとともにシリンダブロック１の中心軸孔１
ａに嵌挿され、回転可能に支承されている。この駆動軸
６上にはロータ７が固着され、このロータ７の後面側に
延出した支持アーム８の先端部には長孔８ａが貫設され
ている。この長孔８ａにはピン８ｂがスライド可能に嵌
入されており、同ピン８ｂには斜板９が傾動可能に連結
されている。

【００１２】ロータ７の後端に隣接して駆動軸６上には
スリーブ１０が遊嵌され、コイルばね１１により常にロ
ータ７側へ付勢されるとともに、スリーブ１０の左右両
側に突設された枢軸１０ａ（一方のみ図示）が斜板９の
図示しない係合孔に嵌入されて、斜板９は枢軸１０ａの
周りを揺動しうるように支持されている。斜板９の後面
側には揺動板１２がスラスト軸受等を介して支持され、
揺動板１２は図示しない切欠けにより自転が拘束されて
いる。また、揺動板１２の外縁には等間隔で６本のコン
ロッド１４が係留され、各コンロッド１４はボア１Ａ〜
１Ｆ内のピストン１５と係留されている。したがって、
駆動軸４の回転運動がロータ７及び斜板９の介入により
揺動板１２の前後揺動に変換され、各ピストン１５がボ
ア１Ａ〜１Ｆ内を往復動するとともに、クランク室５内
の圧力と吸入圧力との差圧に応じてピストン１５のスト
ローク及び揺動板１２の傾角が変化するように構成され
ている。なお、クランク室５内の圧力はリアハウジング
４に内装された図示しない制御弁により冷房負荷に基づ
いて制御される。

【００１３】リアハウジング４には、中央においてリア
側端面に開口するとともにシリンダブロック１の中心軸
孔１ａと連通する吸入室１７が設けられており、吸入室
１７の外方域には吐出室１８が形成されている。弁板３
には各ボア１Ａ〜１Ｆのヘッドと連通する吐出ポート３
ａが貫設され、各吐出ポート３ａの吐出室１８側には吐
出弁２０を介してリテーナ２１が挟持されている。

【００１４】また、シリンダブロック１には、図２にも
示すように、各ボア１Ａ〜１Ｆと中心軸孔１ａとの間に
放射状に導通路２Ａ〜２Ｆが形成されている。中心軸孔
１ａ内に延出した駆動軸６の端部には、図３に示すよう
に、キー２３を介し中心軸孔１ａと滑合するアルミニウ
ム系金属からなる円柱状回転弁２２が装着されている。
すなわち、回転弁２２の端部円周側にはフランジ２２ａ
が軸方向に突設され、このフランジ２２ａには対向平面
を有する第１係合溝部２２ｂが直径方向に穿設されてい
る。また、駆動軸６の端部にも対向平面を有する第２係
合溝部６ａが直径方向に穿設されている。これら回転弁
２２における第１係合溝部２２ｂの対向平面と駆動軸６
における第２係合溝部６ａの対向平面とにそれぞれ対向
平面を符合させてキー２３が嵌合されている。

【００１５】また、回転弁２２には、図１にも示すよう
に、内面に連通する所定角度の開口が形成され、この開
口と内面とにより吸入室１７と連通する吸入通路２５が
形成されている。回転弁２２のリア側はスラスト軸受を
介して吸入室１７の内壁に支持されている。以上のよう
に構成された圧縮機は、車両空調用冷凍装置としてその
回路中に配設され、使用に供される。

【００１６】この圧縮機が運転されて駆動軸６が回転す
ると、斜板９は駆動軸６とともに回転しつつ揺動し、揺
動板１２は斜板９に対して回転を規制された状態で揺動
運動のみを行い、これによりピストン１５がボア１Ａ〜
１Ｆ内を往復動する。そして、ボア１Ａ〜１Ｆ内でピス
トン１５が上死点から下死点に向かって移動を開始すれ
ば、ボア１Ａ〜１Ｆは吸入行程に入る。また、ボア１Ａ
〜１Ｆ内でピストン１５が下死点から上死点に向かって
移動を開始すれば、ボア１Ａ〜１Ｆは圧縮・吐出行程に
入る。

【００１７】ここで、図４に示すように、駆動軸６のＭ
方向のトルクは第２係合溝部６ａからキー２３に伝達さ
れ、キー２３のＭ方向のトルクは第１係合溝部２２ｂか
ら回転弁２２に伝達される。こうして、キー２３を介し
て駆動軸６と同期して回転弁２２が図２に矢視する方向
に回転することにより、吸入行程にあるボア１Ａ〜１Ｆ
は、それらの導通路２Ａ〜２Ｆが吸入通路２５と連通
し、吸入室１７の冷媒ガスが吸入通路２５、導通路２Ａ
〜２Ｆを介して順次各ボア１Ａ〜１Ｆ内に吸入される。

【００１８】その後、回転弁２２の回転により、各ボア
１Ａ〜１Ｆが圧縮・吐出行程にあれば、それらの導通路
２Ａ〜２Ｆが吸入通路２５とは連通せず、回転弁２２の
シール部位によって閉塞されている。このとき、圧縮行
程のボア１Ａ〜１Ｆ内は未だ吐出室１８内の圧力より低
く、吐出弁２０は閉弁されている。また、吐出行程にあ
るボア１Ａ〜１Ｆも、その導通路２Ａ〜２Ｆが吸入通路
２５とは連通せず、回転弁２２のシール部位によって閉
塞されている。しかし、このとき、吐出行程にあるボア
１Ａ〜１Ｆ内は吐出室１８内の圧力より高くなり、吐出
弁２０が開弁される。

【００１９】こうして、ピストン１５の往復動と同期回
転する回転弁２２を介して、各ボア１Ａ〜１Ｆは、順次
吸入・圧縮・吐出行程を繰り返す。このとき、吸入行程
にあるボア１Ａ〜１Ｆは、導通路２Ａ〜２Ｆ、吸入通路
２５を介して吸入室１７と連通され、冷媒ガスの吸入作
用が円滑かつ安定して継続されるので、圧力損失がきわ
めて小さくされる。したがって、この圧縮機では、十分
な体積効率を維持することができる。

【００２０】また、この圧縮機では、駆動軸６が鉄系金
属であるため駆動力伝達の際の強度は確保され、回転弁
２２がアルミニウム系金属であるため軽量化が図られて
いる。ここで、この圧縮機では、回転弁２２がアルミニ
ウム系金属であっても、第１係合溝部２２ｂが端部円周
側に穿設されていることから、軸心から可及的に遠い位
置に駆動軸６からのトルクを受けることができ、モーメ
ントの腕長を長くできるため、変形を生じにくい。こう
して、回転弁２２の損傷を防止しつつ駆動軸６からのト
ルクがキー２３を介して回転弁２２に確実に伝達され、
同期回転性は損なわれない。

【００２１】また、この圧縮機では、キー２３を駆動軸
６と回転弁２２との間に介在させても先の提案のように
回転弁２２の外径寸法は変化せず、後加工を要しない。
さらに、キー２３は比較的軽量であり、回転弁２２とキ
ー２３との合計がさほど重量化せず、圧縮機の軽量化は
損なわれない。したがって、この圧縮機では、十分な体
積効率を維持できるとともに、先の提案のような回転弁
２２の後加工を要しないことから製造コストの低廉化を
図ることができ、かつ回転弁２２とキー２３との合計で
も重量化しないことから圧縮機の軽量化を確実に実現す
ることができる。

【００２２】なお、この圧縮機ではキー２３との干渉を
回避すれば皿ばねをクランク室５側に設けることもでき
る。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の往復動型
圧縮機では、特許請求の範囲記載の構成を採用している
ため、十分な体積効率を維持するとともに、製造コスト
の低廉化を図りつつ圧縮機の軽量化を確実に実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の圧縮機の縦断面図である。

【図２】実施例の圧縮機の横断面図である。

【図３】実施例の圧縮機に係り、要部分解斜視図であ
る。

【図４】実施例の圧縮機に係り、要部断面図である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック １ａ…中心軸孔 １Ａ
〜１Ｆ…ボア ３…弁板 ４…リヤハウジング ６…
駆動軸 ５…クランク室 ９…斜板 １５
…ピストン １７…吸入室 １８…吐出室 ２Ａ
〜２Ｆ…導通路 ２２…回転弁 ２５…吸入通路 ２２
ｂ…第１係合溝部 ２３…キー ６ａ…第２係合溝部

フロントページの続き (72)発明者 平松 修 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸心まわりに複数のボアを有するシリンダ
   ブロックと、該シリンダブロックの軸孔内に嵌挿支承さ
   れた駆動軸と、該駆動軸と共動するクランク室内の斜板
   に連係されて該ボア内を直動するピストンと、該軸孔と
   連通する吸入室及び該吸入室の外方域に形成された吐出
   室を有して該シリンダブロックの端面を閉塞するハウジ
   ングとを備えた往復動型圧縮機において、 前記各ボアと前記軸孔との間には導通路が形成され、前
   記駆動軸には吸入行程にある各ボアの導通路と前記吸入
   室とを順次連通する吸入通路をもつ回転弁が同期回転可
   能に結合されているとともに、該駆動軸は鉄系金属、該
   回転弁はアルミニウム系金属からなり、該回転弁の端部
   円周側には対向平面を有する第１係合溝部が穿設され、
   該第１係合溝部には符合する対向平面を有するキーが嵌
   合され、該キーは符合する対向平面を有して該駆動軸端
   に穿設された第２係合溝部と嵌合されていることを特徴
   とする往復動型圧縮機。