JPH06193560A - 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、公差の吸
収と回転弁の同期回転性とを両立させる。 【構成】駆動軸６にライナ２３を介して吸入行程にある
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
とライナ２３とは径方向のうちｘ方向の移動が許容さ
れ、ライナ２３と回転弁２２とは径方向のうちｘ方向と
交差するｙ方向の移動が許容されている。ライナ２３が
オルダム継手として機能するため、回転弁２２は、公差
により駆動軸６の軸心と回転弁２２の軸心とが同心状に
整合していない場合であっても、かしりを生じることな
く駆動軸６と確実に同期して回転する。

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、駆動軸にはトルク
伝達部材としてのキーを介して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、キーを介して駆動軸と同
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、この圧縮機においては、駆
動軸、回転弁、シリンダブロック等の公差により、駆動
軸の軸心と回転弁の軸心とが同心状に整合していない場
合、回転弁がシリンダブロックの中心軸孔内でかしりを
生じることを防止すべく、回転弁の径方向への移動をあ
る程度許容する必要がある。このため、先の提案におい
ては、駆動軸とキーとの間及びキーと回転弁との間に積
極的に微小な間隙を設け、これにより公差を吸収せんと
している。かといって、かかる間隙をあまりに大きくす
れば、回転弁の同期回転性は損なわれることとなる。こ
のため、この圧縮機においては、かかる公差の吸収と回
転弁の同期回転性との両立が非常に困難であった。

【０００５】本発明は、十分な体積効率を維持するとと
もに、公差の吸収と回転弁の同期回転性とを両立させる
ことを解決すべき課題とする。

【０００６】

【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
ているとともに、前記駆動軸にはトルク伝達部材を介し
て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、該駆動軸と該トルク伝達部材とは径方向のうち一方
向の移動が許容されて結合され、該トルク伝達部材と該
回転弁とは径方向のうち該一方向と交差する他方向の移
動が許容されて結合されているという新規な構成を採用
している。

【０００７】

【作用】本発明の往復動型圧縮機では、トルク伝達部材
を介して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。

【０００８】また、この圧縮機では、駆動軸とトルク伝
達部材とは径方向のうちの一方向の移動が許容され、か
つトルク伝達部材と回転弁とは径方向のうちの他方向の
移動が許容されている。そして、かかる一方向と他方向
とは互いに交差しており、回転弁の回転性は損なわれな
い。このため、駆動軸、回転弁、シリンダブロック等に
公差が存在しても、トルク伝達部材がオルダム継手とし
て機能し、かかる公差は吸収される。ここで、回転弁が
軸方向の移動も可能であれば、トルク伝達部材はユニバ
ーサル継手として機能する。このため、回転弁は、公差
により駆動軸の軸心と回転弁の軸心とが同心状に整合し
ていない場合であっても、シリンダブロックの中心軸孔
内でかしりを生じることなく、駆動軸と確実に同期して
回転する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例１、２を図
面に基づき説明する。 （実施例１）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１ａ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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。そして、
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、皿ばね及びトルク伝達部材としてのライナ
２３を介し、図１にも示すように、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。

【００１３】このライナ２３では、図３に示すように、
略円板状の基板部２３ａからｘ方向に延びる長孔状の第
１係合開口部２３ｂが開設されている。また、このライ
ナ２３の基板部２３ａには、第１係合開口部２３ｂと直
交するｙ方向に袖部２３ｄが延在され、この袖部２３ｄ
にはｙ方向の両側に開く第２係合開口部２３ｅが貫設さ
れている。このライナ２３は鋼板を図中ｚ方向から抜き
曲げ加工することによって製作されたものである。

【００１４】一方、駆動軸６の端部には、ライナ２３の
第１係合開口部２３ｂから回転弁２２側に突出された側
壁２３ｃのｙ方向側幅と等しい幅の対向平面を有し、側
壁２３ｃのｘ方向側幅より短い長さの断面略長方形の係
合軸部６ａがｚ方向に突設されている。また、回転弁２
２の端部にはフランジ２２ｃが軸方向に突設され、フラ
ンジ２２ｃの切欠け２２ｄには、ライナ２３の袖部２３
ｄが収納され、かつ第２係合開口部２３ｅを摺動可能な
スプリングピン２２ａが固着されている。さらに、回転
弁２２の端部中央には、ライナ２３の側壁２３ｃの外幅
及び駆動軸６の係合軸部６ａを十分に遊嵌可能な凹部２
２ｂが凹設されている。

【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
方向のトルクは駆動軸６の係合軸部６ａから第１係合開
口部２３ｂの側壁２３ｃによりライナ２３に伝達され、
ライナ２３のＭ方向のトルクは第２係合開口部２３ｅか
らスプリングピン２２ａにより回転弁２２に伝達され
る。こうして、ライナ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、図４に示すよう
に、ライナ２３の第１係合開口部２３ｂの側壁２３ｃに
沿って駆動軸６の係合軸部６ａが移動可能であることに
より、ライナ２３は駆動軸６に対してｘ方向の移動が許
容されている。また、ライナ２３の第２係合開口部２３
ｅに沿って回転弁２２のスプリングピン２２ａが移動可
能であることにより、回転弁２２はライナ２３に対して
ｙ方向の移動が許容されている。ここで、回転弁２２の
凹部２２ｂはライナ２３の側壁２３ｃ及び駆動軸６の係
合軸部６ａを十分に遊嵌しているため、駆動軸６とライ
ナ２３とのｘ方向の移動及びライナ２３と回転弁２２と
のｙ方向の移動は阻止されない。また、回転弁２２のｚ
方向の移動も皿ばねの付勢力に抗する範囲で可能であ
る。そして、ｘ方向とｙ方向とは直交しており、回転弁
２２の回転性は損なわれない。このため、駆動軸６、回
転弁２２、シリンダブロック１等に公差が存在しても、
ライナ２３がユニバーサル継手として機能し、かかる公
差を吸収する。このため、回転弁２２は、公差により駆
動軸６の軸心と回転弁２２の軸心とが互いに平行、屈
折、離反していても、シリンダブロック１の中心軸孔１
ａと衝突することなく、駆動軸６と確実に同期して回転
する。このため、回転弁２２は、公差により駆動軸６の
軸心と回転弁２２の軸心とが同心状に整合せず、平行、
屈折、離反していても、回転弁２２はシリンダブロック
１の中心軸孔１ａ内でかしりを生じることなく、駆動軸
６と確実に同期して回転する。

【００２１】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、公差の吸収と回転弁２２の
同期回転性とを両立させることができる。また、この圧
縮機では、ライナ２３を比較的容易に製造できることか
ら製造コストの低廉化を図ることができる。さらに、こ
の圧縮機では、駆動軸６が鉄系金属であるためトルク伝
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一方、ライナ２３
は比較的軽量であり、回転弁２２とライナ２３との合計
がさほど重量化せず、圧縮機の軽量化を確実に実現する
ことができる。

【００２２】なお、この圧縮機では皿ばねをリアハウジ
ング４側に設けることもできる。 （実施例２）この圧縮機は、図５に示すライナ２４及び
回転弁２６を採用したものである。他の構成は実施例１
と同一であるため、同一の構成については同一符号を付
し、同一の構成及び作用の説明は省略する。

【００２３】ライナ２４では、実施例１と同様に、略円
板状の基板部２４ａからｘ方向に延び、係合軸部６ａと
整合する係合開口部２４ｂが開設され、この係合開口部
２４ｂの周囲には側壁２４ｃが形成されている。また、
このライナ２４の基板部２４ａには、駆動軸６の回転方
向に対向する押圧面２４ｄが係合開口部２４ｂと直交す
るｙ方向に延在して屈曲されている。このライナ２４も
鋼板を図中ｚ方向から抜き曲げ加工することによって製
作されたものである。

【００２４】一方、回転弁２６の端部に突設されたフラ
ンジ２２ｃの回転方向側の切欠け２２ｄにはライナ２４
の押圧面２４ｄが当接されている。この圧縮機において
も、図６に示すように、ライナ２４の係合開口部２４ｂ
の側壁２４ｃに沿って駆動軸６の係合軸部６ａが移動可
能であることにより、駆動軸６とライナ２４とはｘ方向
の移動が許容されている。また、ライナ２４の押圧面２
４ｄに沿って回転弁２６の切欠け２２ｄが移動可能であ
ることにより、回転弁２６はライナ２４に対してｙ方向
の移動が許容されている。

【００２５】したがって、この圧縮機においても、実施
例１と同様の作用及び効果を奏することができる。

【００２６】

【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、公差の吸収
と回転弁の同期回転性とを両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の圧縮機の縦断面図である。

【図２】実施例１の圧縮機の横断面図である。

【図３】実施例１の圧縮機に係り、要部分解斜視図であ
る。

【図４】実施例１の圧縮機に係り、要部断面図である。

【図５】実施例２の圧縮機に係り、要部分解斜視図であ
る。

【図６】実施例２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、２６…回転弁 ２３、２４…ライナ（トルク
伝達部材） ２５…吸入通路 ｘ方向…一方向 ｙ方
向…他方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣田 英 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てい
   るとともに、前記駆動軸にはトルク伝達部材を介して吸
   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、
   該駆動軸と該トルク伝達部材とは径方向のうち一方向の
   移動が許容されて結合され、該トルク伝達部材と該回転
   弁とは径方向のうち該一方向と交差する他方向の移動が
   許容されて結合されていることを特徴とすることを特徴
   とする往復動型圧縮機。