JP3111698B2 - 往復動型圧縮機 - Google Patents

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
２９１６６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
の端部には対向平面を有する係合孔部が穿設され、該係
合孔部には駆動軸端と衝合する基板部と、該基板部から
抜き曲げ加工により開脚されて該係合孔部に嵌入される
押出片とを備えた鋼板製ライナが装着され、該ライナの
開脚開口部は符合する対向平面を有して該駆動軸端に突
設された係合軸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、回転弁の端部に穿設され
た係合孔部に鋼板製ライナが装着されている。このライ
ナは、鋼板を抜き曲げ加工することにより、駆動軸端と
衝合する基板部から開脚開口部が開設されているととも
に、押出片が開脚されている。そして、このライナの開
脚開口部は、駆動軸の端部に突設された対向平面を有す
る係合軸部に嵌合されている。

【００１０】こうして、回転弁の損傷を防止しつつ駆動
軸からの伝達力がライナを介して回転弁に伝達され、同
期回転性は損なわれない。そして、ライナの基板部は駆
動軸端と衝合しているため、回転弁が直接に駆動軸と干
渉することはなく、回転弁が駆動軸によって摩耗される
ことはない。また、鋼板製ライナは薄肉であるため、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。

【００１１】さらに、鋼板製ライナは比較的軽量であ
り、回転弁とライナ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。

【００１２】

【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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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、鋼板を抜き曲げ加工したライナ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。

【００１６】このライナ２３は、図３に示すように、円
板状の鋼板を抜き曲げ加工することにより、基板部２３
ａから開脚開口部２３ｂを開設しているとともに、押出
片２３ｃを開脚させている。このライナ２３を駆動軸６
と回転弁２２との間に介在させるため、駆動軸６の端部
には対向平面６ｂを有する断面略長方形の係合軸部６ａ
が突設され、回転弁２２の端部には側面に対向平面２２
ｂを有する長孔状の係合孔部２２ａが穿設されている。
ライナ２３の基板部２３ａは、図４に示すように、回転
弁２２の外径Ｄ₁ 以下かつ駆動軸６の端部の外径Ｄ₂ 以
上の外径Ｄ₃ に設定され、ライナ２３の開脚開口部２３
ｂは駆動軸６の係合軸部６ａの幅ａと等しい幅ａ、係合
軸部６ａの長さｂより微小長い長さｃに設定され、ライ
ナ２３の両押出片２３ｃは、開脚開口部２３ｂの大きさ
及び鋼板の厚さにより、回転弁２２の係合孔部２２ａの
幅ｄと等しい外面幅ｄ、係合孔部２２ａの長さｅより微
小短い長さｃに設定されている。

【００１７】このライナ２３は次のようにして駆動軸６
と回転弁２２との間に介在される。すなわち、図３に示
す回転弁２２の係合孔部２２ａ内にライナ２３の押出片
２３ｃを挿入し、かつ駆動軸６の係合軸部６ａをライナ
２３の開脚開口部２３ｂに挿入することにより、係合軸
部６ａの対向平面６ｂをライナ２３の押出片２３ｃの内
面により挟持し、係合孔部２２ａの対向平面２２ｂをラ
イナ２３の押出片２３ｃの外面により挟持する。

【００１８】回転弁２２には、図１に示すように、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。

【００１９】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。

【００２０】ここで、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。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２
２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。

【００２１】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。

【００２２】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、駆動軸６と回転弁２２
との間にライナ２３が介在されているため、回転弁２２
の損傷を防止しつつ駆動軸６からの伝達力がライナ２３
を介して回転弁２２に伝達され、同期回転性は損なわれ
ない。

【００２３】そして、ライナ２３の基板部２３ａが上記
外径Ｄ₃ に設定されていることから、回転弁２２が直接
に駆動軸６と干渉することはなく、回転弁２２が駆動軸
６によって摩耗されることはない。このとき、駆動軸６
の係合軸部６ａがライナ２３の開脚開口部２３ｂ内で長
さ方向に移動したり、ライナ２３の両押出片２３ｃが係
合孔部２２ａ内で長さ方向に移動したりしても、基板部
２３ａが外径Ｄ₃ に設定されていることにより、ライナ
２３はシリンダブロック１の中心軸孔１ａと干渉するこ
とはない。

【００２４】また、鋼板を抜き曲げ加工したライナ２３
を駆動軸６と回転弁２２との間に介在させているため、
先の提案のように回転弁２２の外径Ｄ₁ 寸法は変化せ
ず、先の提案のように中心軸孔１ａと滑合すべく回転弁
２２を後加工する必要がない。さらに、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、圧縮機の軽量化は損なわれない。

【００２５】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２
２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とライナ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。

【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、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、要部模式図である。

【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
ａ…係合孔部 ２２ｂ…対向平面 ２３ａ…基板部 ２３
ｃ…押出片 ２３…ライナ ６ａ…係合軸部 ６ｂ
…対向平面 ２３ｂ…開脚開口部

Claims (1)

(57)【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
   には対向平面を有する係合孔部が穿設され、該係合孔部
   には駆動軸端と衝合する基板部と、該基板部から抜き曲
   げ加工により開脚されて該係合孔部に嵌入される押出片
   とを備えた鋼板製ライナが装着され、該ライナの開脚開
   口部は符合する対向平面を有して該駆動軸端に突設され
   た係合軸部と嵌合されていることを特徴とする往復動型
   圧縮機。