WO2002053913A1 - Compresseur - Google Patents

Description

明 細 書 圧縮機 技術分野

この発明は、 圧縮機構の吸入、 圧縮、 吐出行程において生じる圧力波 を防止する構成を具備した圧縮機に関する。 背景技術

従来の圧縮機として、 特開平 1 1一 3 5 1 1 4 2号公報は、 エバポレ —タからの冷媒ガスを吸入する吸入口と、 この吸入口から流入した冷媒 ガスを収容する吸入室と、 回転軸に摺動且つ傾斜可能に装着され、 前記 回転軸と一体に回転する斜板と、 この斜板の揺動運動によって往復動す るピス トンと、 該ピス トンが摺動自在に挿入され、 前記吸入室又は吐出 室と適宜連通するシリンダとを少なく とも具備し、 回転軸の回転を斜板 によってビス トンの往復動に変換し、 シリンダ内で往復動するビス トン によって変化するシリンダの容積変化により、 吸入室の冷媒ガスを吸引 して圧縮し、 吐出室に吐出する圧縮機を開示する。

また、 この圧縮機は.、 負荷が最小となった場合に、 クランク室の圧力 を上昇させて斜板の傾きを最小にして吐出容量を最小限にすると同時に、 吸入ロを閉じて冷媒ガスの吸入を停止させ、 冷媒ガスをコンプレッサ内 で循環させてエバポレータの凍結を防止するクラツチレス機構を有する しかしながら、 上述したようないわゆるピス トン往復型圧縮機では、 斜板の回転に伴い、 ピス トンが往復運動するもので、 圧縮室の圧力変動 に応じて吸入弁及び吐出弁が開閉し、 吸入、 圧縮及び吐出が繰り返され る。 この時、 弁の開閉遅れや弁自体のばたつきなどが発生するため、 吸 入ポートと圧縮室の間に設けられる吸入室又は吐出室内に圧力波が放出 され、 さらに室内の共鳴周波数が誘起されて非常に強い脈動波として成 長する場合がある。

特に、 吸入室側の脈動波は、 4 0 0 H z〜 1 0 0 0 H zの範囲内の所 定の周波数で、 エバポレータの持つ固有値 （共鳴周波数） とあいまって、 エバポレータ本体を振動させ、 不快な騒音となって車室内に伝わり問題 となっていた。 また、 この問題を解決するために、 従来では、 吸入脈動 を減衰させるために配管上に減衰マフラを設置したり、 コンプレッサの 吸入通路を絞ったり していたが、 コストアップとなったり、 性能低下を 招いたりするという問題点があった。 また、 コンデンサをヒータコアの 代わりに用いるタイプの空調装置の場合には、 コンデンサが車室内に配 されるために、 圧縮機の吐出脈動によって生じる脈動波によりコンデン サにも振動が生じて騒音の原因となつていた。

このため、 この発明は、 圧縮機の吸入脈動又は吐出脈動を簡易な構造 で減衰させることのできる圧縮機を提供することにある。 発明の開示

よって、 この発明は、 フロントヘッド、 シリンダブロック及びリアへ ッドからなるハウジングと、 前記フロントへッドを貫通して設けられる 駆動軸の回転によって駆動される圧縮機構と、 前記リアヘッドに形成さ れ前記圧縮機構の吸入口が開口する吸入室と、 前記リァへッドに形成さ れ、 前記圧縮機構の吐出口が開口する吐出室とを少なく とも具備する圧 縮機において、 前記吸入室又は吐出室の一方が、 前記リアヘッドの中央 側に形成されると共に、 前記吸入室又は吐出室の他方が、 その外側に形 成され、 前記リアヘッドの中央側に形成される前記吸入室又は吐出室の 一方と、 前記リアへッドの外側に形成される吸入室又は吐出室の他方を 貫通して対応するポートと連通する トンネル状の連通路が形成され、 該 連通路と前記ポートの装着されるパイプ接続部との間にマフラ空間を形 成したことにある。

したがって、 この発明によれば、 リアヘッ ドの中央側に形成された吸 入室又は吐出室の一方が、 トンネル形状の連通路を介して対応するポー トと連通されると共に、 前記トンネル状の連通路と前記ポートの装着さ れるパイプ接続部との間にマフラ空間が形成されるので、 前記連通路が 吸入室と吸入ポートのパイプ接続部とを連通する場合には、 吸入脈動を 抑制又は防止することができ、 前記連通路が吐出室と吐出ポートのパイ プ装着部とを連通する場合には、 吐出脈動を防止することができるもの である。

また、 この発明において、 前記マフラ空間は、 前記連通路の外側端部 と連通することが望ましい。

さらに、 前記連通路を画成する トンネル部が、 前記リアヘッ ドと一体 に形成されるものであっても良く、 前記リアヘッ ドと別体のパイプ部材 が揷入されて形成されるものであっても良いものである。

さらにまた、 前記圧縮機構は、 前記シリンダブロックに形成され、 前 記吸入室と連通する吸入口と前記吐出室と連通する吐出口とをそれぞれ に有する複数のシリ ンダと、 該シリンダに往復自在に挿入されるビス ト ンと、 前記駆動軸と共に回転し、 前記ピス トンを往復動させる回転斜板 と、 該回転斜板の角度を変更可能な容量可変機構とによって少なく とも 構成されることが望ましい。

さらにまた、 前記連通路は、 前記吸入室とこれに対応する吸入ポート とを連通する吸入通路であることが望ましい。 これによつて、 吸入室側 の脈動波が、 エバポレータの持つ固有値 （共振周波数） と共鳴すること を防止することを防止できるので、 特に車室内側に配されるエバポレー タによる振動を抑制又は防止することができるものである。

また、 前記マフラ空間の奥端部には、 前記吸入通路と連通する小孔が 形成され、 前記マフラ空間に停留したオイルが前記吸入通路へ戻される ことが望ましい。 これによつて、 マフラ空間の有効容積及び有効長さを 一定にできるので、 マフラ空間の能力を維持できるものである。

さらに、 前記吸入通路には、 外部信号によって吸入通路を開閉可能な 弁機構が設けられることが望ましい。 この構成によって、 ピス トンが微 小ス トローク としていても吸入経路を遮断してエバポレータの凍結を防 ぎ、 いわゆるクラツチレスの構成を得ることができる。

また、 前記小孔は、 前記弁機構の上流側に開口することが望ましい。 これによつて、 前記弁機構を迂回するバイパス通路の形成を阻止できる ため、 クラツチレスの構成を有効に用いることが可能となる。 図面の簡単な説明

第 1図は、 本願発明の実施の形態に係る圧縮機の断面図であり、 第 2 図は、 連通路及びマフラ空間を示した説明図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 この発明の実施の形態について図面により説明する。

第 1図に示す圧縮機 1は、 フロントヘッ ド 2、 シリンダブロック 3及 びリアヘッ ド 4からなるハウジング 5を有する。 また、 回転軸 6は、 前 記フロントヘッ ド 2を貫通すると共に、 フロントへッ ド 2及びシリ ンダ ブロック 3に回転自在に軸支される。 また、 前記フロントへッ ド 2内に は、 クランク室 7が画成され、 開口部分が前記シリンダブロック 3によ つて閉塞される。 さらに、 前記シリンダブロック 3と前記リアヘッ ド 4 との間には、 弁プレート 8が挟持固定される。 前記シリンダブロック 3には、 前記回転軸 6の周囲に、 この回転軸 6 の軸方向に延出して形成された複数のシリンダ 9が形成され、 このシリ ンダ 9には前記弁プレート 8に形成された吸入口 1 0及び吐出口 1 1が 開口し、 この吸入口 1 0及び吐出口 1 1は弁体によって閉塞されるもの である。 そして、 それぞれのシリンダ 9には、 ピス トン 1 2が摺動自在 に挿入され、 それぞれのビストン 1 2のクランク室側の端部は回転斜板 1 3に摺動自在に嚙合し、 前記回転斜板 1 3は、 連結機構 3 0を介して 前記回転軸 6に固着される回転プレー ト 1 4によって回転されるもので ある。 また、 前記回転斜板 1 3は、 前記回転軸 6に対してその角度が変 更自在であるように、 前記回転軸 6に装着されている。 また、 シリンダ ブロック 3の外周部分には、 バッフルプレート 3 1とカバー 3 2が配さ れ、 このカバー 3 2には、 図示しない吐出ポートと連通する吐出通路 1 5が画成される。 前記バッフルプレート 3 1には、 吐出ガス通路孔 3 3 が設けられ、 吐出脈動を低減させるようになっているものである。

この実施の形態に係る圧縮機 1では、 前記リァへッド 4の外側部分に 前記弁プレート 8に形成された吐出口 1 1と連通する吐出室 1 6が形成 され、 前記リアヘッド 4の中央部分には、 前記吸入室 1 0と連通する吸 入室 1 7が形成される。 また、 前記吐出室 1 6は、 前記リアヘッド 4に 装着された圧力制御弁 1 8を介して前記クランク室 7と連通している。 尚、 圧力制御弁 1 8は外部からの制御信号によって制御され、 冷凍能力 が不要と判断された場合には、 圧力制御弁 1 8への通電が停止され、 熱 負荷が上昇するに従って供給される電流量が増加するようになつている。 また、 前記リアヘッド 4の外周側面には、 図示しないエバポレータか らの配管が接続される吸入側コネクタ 1 9が嵌着される吸入ポート 2 0 が形成される。 この吸入ポート 2 0は、 前記リアヘッド 4と一体に形成 されたトンネル部 2 5によって画成された連通路 2 1を介して前記吸入 室 1 7と連通している。 また、 この連通路 2 1上には、 この連通路 2 1 を開閉する閉鎖弁 2 2が設けられ、 冷凍能力が不要と判断された場合に、 エバポレータからの冷媒ガスが吸引されないように前記連通路 2 1を遮 断するようになっているものである。

さらに、 前記連通路 2 1を画成する トンネル部 2 5の周囲には、 第 1 図及び第 2図に示すように、 マフラ空間 2 3が形成される。 このマフラ 空間 2 3の一端は吸入ポート 2 0に開口し、 他端 （奥端） 側には、 前記 連通路 2 1の閉鎖弁 2 2の上流側と連通する小孔 2 4が形成されている。 また、 このマフラ空間 2 3は、 前記トンネル部 2 5の周囲に前記連通路 2 1に沿って約 3 0 m mの長さに形成されることが望ましい。 約 3 0 m mとすることによって、 約 8 0 0 H zの減衰ピーク周波数を得ることが できる。 一般には、 有限要素法にてマフラ空間 2 3の長さに対する減衰 周波数を予測し、 所望の減衰周波数帯に対応してマフラ空間 2 3の長さ を設定することが望ましい。

以上の構成の圧縮機 1において、 図示しない走行用エンジンの回転に 伴って回転軸 6が回転すると、 前記回転軸 6に固定される前記回転プレ ート 1 4が同時に回転し、 連結機構 3 0を介して回転斜板 1 3を回転且 つ揺動させる。 そして、 この回転斜板 1 3の回転及び揺動に伴って、 こ の回転斜板 1 3に一端が摺動自在に固定されるビス トン 1 2がシリンダ 9に対して往復動し、 ピス トン 1 2及びシリンダ 9によって画成される 圧縮室の容積を変化させる。 この圧縮室の変化に伴って、 吸入室 1 7か ら冷媒ガスを吸引して圧縮し、 吐出室 1 6 へ吐出するものである。 これ によって、 エバポレータで蒸発された冷媒ガスは吸入ポート 2 0から連 通路 2 1を介して吸入室 1 7に吸入されて圧縮され、 吐出室 1 6から吐 出通路 1 5を経て次なる行程、 例えばコンデンサに送出されるものであ る。 また、 熱負荷が大きい場合には、 圧力制御弁 1 8によってクランク室 7への高圧圧力の供給が少なくなり、 クランク室圧力が低下し、 ピス ト ン 1 2の背圧が低くなることから、 ピス トン 1 2のス トロークが大きく なって圧縮機 1の吐出量が大きくなり、 冷凍能力が不要と判断された場 合には、 圧力制御弁 1 8によってクランク室 7に高圧圧力が供給されて、 ピス トン 1 2の背圧が高くなり、 ピス トン 1 2のス ト ロークが小さくな つて圧縮機 1の吐出量が小さくなる。 さらに、 熱負荷が最小の場合には、 前記閉鎖弁 2 2によって連通路 2 1が閉鎖されるので、 吸入室 1 7への 冷媒ガスの供給が停止され、 冷媒ガスが圧縮機 1 内を循環して圧縮機 1 の吐出量がゼロとなり、 クラッチレスの圧縮機が構成される。

以上のように、 圧縮機 1の吸入、 圧縮、 吐出行程により、 冷媒ガスが 吸入、 圧縮され吐出されるが、 吸入行程を取ってみても複数のピス トン

1 2において断続的に実行されることから、 吸入室 1 7において圧力変 動が生じ、 脈動波と してエバポレータ側へ伝播していく。 通常、 エバポ レータは、 車室内に設けられることから、 この脈動波がエバポレータの 共振周波数 （種類によって異なるが、 3 0 0 H z〜 1 0 0 0 H _Zの間） と一致した場合に不快なノイズと して車室内に伝わるという不具合が生 じるが、 本願発明では、 前記連通路 2 1の近傍にマフラ空間 2 3を設け たことから、 前記周波数帯において前記脈動波を減衰することができる .ものである。

通常、 圧縮機の脈動波は、 低圧側よりも高圧側の方が大きいが、 通常 高圧側はエンジンルーム内にあり、 低圧側ではエバポレータが車室内に 配されることからエバポレータでの共振が問題となる。 しかしながら、 高圧側のコンデンサをヒータコアの代わり と して用いるタイプの空調装 置においては、 コンデンサでの共振が騷音として問題となる。 このため、 冷凍サイクルの高圧側であるコンデンサが車室内に配される場合には、 吐出室をリアへッド 4の中央側に配し、 吸入室を前記吐出室の周囲に配 するようにして、 吐出室と吐出ポートとを連通する連通路を設け、 この 連通路の周囲にこの連通路と連通するマフラ空間を形成するようにして も良いものである。 これによつて、 吐出室からコンデンサ側に伝播する 脈動波を減衰させることができ、 コンデンサでの共振を防止できるもの である。

また、 前記マフラ空間 2 3の奥端側端部には、 前記マフラ空間 2 3と 連通路 2 1の閉鎖弁 2 2の上流側とを連通する小孔 2 4が形成され、 マ フラ空間 2 3にオイルが滞留することを防止している。 通常マフラ空間 2 3の減衰効果は、 マフラ空間 2 3の長さ （深さ） に関連している。 こ のため、 マフラ空間 2 3内にオイルが滞留した場合、 マフラ空間 2 3の 深さが変化することから、 減衰対象周波数帯が変化してしまうといぅ不 具合が生じるため、 前記小孔 2 4を形成してオイルの滞留を防止するも のである。

また、 前記小孔 2 4の径としては、 約 1 m mであることが望ましい。 約 1 m mより大きい場合には減衰対象周波数帯に変化が生じ、 約 1 m m より小さい場合には、 オイルの排出効果が低下するからである。 しかし ながら、 この小孔 2 4の径を変化させて、 積極的に減衰周波数帯を変化 させるようにしても良いものである。 また、 前記小孔 2 4が閉鎖弁 2 2 の上流側に開口していることから、 閉鎖弁 2 2が連通路 2 1を閉鎖した 場合、 この小孔 2 4を通じて吸入室 1 7と吸入ポート 2 0とが連通しな いので、 連通路 2 1を確実に閉鎖できるものである。 産業上の利用可能性

以上説明したように、 この発明によれば、 吸入側若しくは吐出側とそ れに対応するポートの間の連通路にマフラ空間を設けるようにしたので- 吸入側若しくは吐出側に発生する脈動波を減衰させることができるので、 車室内での不快な騷音を防止できるものである。

また、 マフラ空間をリァへッドの連通路を画成する トンネル部の外周 に形成するようにしたので、 リァへッ ドと一体に形成することができる ので、 コス トを上昇させることがないものである。 また、 別体で形成す る場合も、 リァへッドに連通路及びマフラ空間となる空間を先に形成し、 後から連通路を画成するパイプを装着するだけで良いため、 簡易に形成 することができ、 コストの上昇を抑制できるものである。

また、 マフラ空間にオイル抜き用の小孔を形成したので、 マフラ空間 の減衰特性を安定させることができ、 騷音の抑制を確実にできるもので める。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . フロントヘッド、 シリンダブロック及びリアヘッドからなるノヽ ウジングと、 前記フ口ントへッドを貫通して設けられる駆動軸の回転に よって駆動される圧縮機構と、 前記リアヘッドに形成され前記圧縮機構 の吸入口が開口する吸入室と、 前記リアヘッドに形成され、 前記圧縮機 構の吐出口が開口する吐出室とを少なく とも具備する圧縮機において、 前記吸入室又は吐出室の一方が、 前記リアへッドの中央側に形成され ると共に、 前記吸入室又は吐出室の他方が、 その外側に形成され、

前記リアへッドの中央側に形成される前記吸入室又は吐出室の一方と、 前記リアへッ ドの外側に形成される吸入室又は吐出室の他方を貫通し、 対応するポートと連通する トンネル状の連通路が形成され、

該連通路と前記ポートの装着されるパイプ接続部との間にマフラ空間 を形成したことを特徴とする圧縮機。

2 . 前記マフラ空間は、 前記連通路の外側端部と連通することを特 徴とする請求の範囲第 1項記載の圧縮機。

3 . 前記連通路を画成する トンネル部は、 前記リアヘッドと一体に 形成される特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項記載の圧縮機。

4 . 前記連通路を画成する トンネル部は、 前記リアヘッドと別体の パイプ部材が揷入されて形成されることを特徴とする請求の範囲第 1項 又は第 2項記載の圧縮機。

5 . 前記マフラ空間の奥端部には、 前記連通路と連通する小孔が形 成され、 前記マフラ空間に停留したオイルが前記連通路へ戻されること を特徴とする請求の範囲.第 1項〜第 4項のいずれか一つに記載の圧縮機 _c

6 . 前記圧縮機構は、 前記シリンダプロックに形成され、 前記吸入 室と連通する吸入口と前記吐出室と連通する吐出口とをそれぞれに有す る複数のシリンダと、 該シリンダに往復自在に揷入されるビス トンと、 前記駆動軸と共に回転し、 前記ピス トンを往復動させる回転斜板と、 該 回転斜板の角度を変更可能な容量可変機構とによって少なく とも構成さ れることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれか一つに記載 の圧縮機。

7 . 前記連通路は、 吸入通路であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 6項のいずれか一つに記載の圧縮機。

8 . 前記吸入通路には、 外部信号によって吸入通路を開閉可能な弁 機構が設けられることを特徴とする請求の範囲第 7項記載の圧縮機。

9 . 前記小孔は、 前記弁機構の上流側に開口することを特徴とする 請求の範囲第 8項記載の圧縮機。