JP4148857B2 - Piston compressor - Google Patents
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Description
本発明は、周方向に互いに間隔を隔てて複数のシリンダボアが形成された円柱状のシリンダブロックと、シリンダブロックの一方の端面側にクランク室を形成する有底円筒状の第1ハウジングと、シリンダブロックの他方の端面側に吸入室と吐出室とを形成する有底円筒状の第2ハウジングと、クランク室内でシリンダボアと平行に延在する主軸と、シリンダボアに挿入され主軸の回転に従動してシリンダボア内で往復動する複数のピストンとを備え、第2ハウジングは、シリンダブロックと同心状に配設され吸入室と吐出室とを区画する円環状の隔壁を有するピストン式圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a cylindrical cylinder block in which a plurality of cylinder bores are formed at intervals in the circumferential direction, a bottomed cylindrical first housing that forms a crank chamber on one end face side of the cylinder block, and a cylinder A second housing with a bottom that forms a suction chamber and a discharge chamber on the other end surface side of the block, a main shaft extending in parallel with the cylinder bore in the crank chamber, and inserted into the cylinder bore and driven by the rotation of the main shaft The second housing relates to a piston-type compressor having an annular partition that is concentrically arranged with the cylinder block and divides the suction chamber and the discharge chamber. .
周方向に互いに間隔を隔てて複数のシリンダボアが形成された円柱状のシリンダブロックと、シリンダブロックの一方の端面側にクランク室を形成する有底円筒状の第1ハウジングと、シリンダブロックの他方の端面側に吸入室と吐出室とを形成する有底円筒状の第2ハウジングと、クランク室内でシリンダボアと平行に延在する主軸と、シリンダボアに挿入され主軸の回転に従動してシリンダボア内で往復動する複数のピストンとを備え、第2ハウジングは、シリンダブロックと同心状に配設され吸入室と吐出室とを区画する円環状の隔壁を有するピストン式圧縮機であって、クランク室側から第2ハウジングの円環状隔壁に螺着する複数のボルトによって、シリンダブロックが第2ハウジングに固定されたピストン式圧縮機が、特許文献1に開示されている。
特許文献1のピストン式圧縮機においては、ボルトを締めつけることにより、シリンダブロックと第2ハウジングとの間に配設される弁板に円環状隔壁の端面が圧接し、吐出室から吸入室への高圧ガスの漏洩が防止される。
In the piston compressor of Patent Document 1, by tightening the bolt, the end face of the annular partition wall comes into pressure contact with the valve plate disposed between the cylinder block and the second housing, and the discharge chamber is connected to the suction chamber. Leakage of high pressure gas is prevented.
吐出室から吸入室への高圧ガスの漏洩を確実に防止するために、弁板と円環状隔壁端面との当接部の面圧を、周方向に均一に分布させる必要がある。特許文献1のピストン式圧縮機には、前記面圧の周方向分布を均一化するために、周方向に互いに間隔を隔てて配設された複数のボルトの締結力を精密に管理する必要があり、圧縮機の組み付けコスト増を招くという問題がある。
また、円環状隔壁が各ボルト螺合部において径方向内外方に局部的に膨出し、円環状隔壁の径方向外方に形成される円環状の吸入室又は吐出室が各ボルト螺合部において局部的に狭幅となるので、前記円環状の吸入室又は吐出室の流動抵抗が増加して圧縮機の性能低下を招くという問題がある。
更に、円環状隔壁が各ボルト螺合部において径方向内外方に局部的に膨出し、円環状隔壁の径方向外方に形成される円環状の吸入室又は吐出室が各ボルト螺合部において局部的に狭幅となるので、第2ハウジングの囲壁に形成される吸入ポートと、円環状隔壁の径方向外方に形成される円環状の吸入室を介して前記吸入ポートに連通するシリンダボアとの間の圧力損失が、シリンダボア毎に異なることになり、又は第2ハウジングの囲壁に形成される吐出ポート、と円環状隔壁の径方向外方に形成される円環状の吐出室を介して前記吐出ポートに連通するシリンダボアとの間の圧力損失が、シリンダボア毎に異なることになり、圧縮機の性能低下や騒音発生を招くという問題がある。
In order to reliably prevent high-pressure gas from leaking from the discharge chamber to the suction chamber, it is necessary to uniformly distribute the surface pressure of the contact portion between the valve plate and the annular partition wall end surface. In the piston compressor of Patent Document 1, in order to make the circumferential distribution of the surface pressure uniform, it is necessary to precisely manage the fastening force of a plurality of bolts arranged at intervals in the circumferential direction. There is a problem that the cost of assembling the compressor is increased.
In addition, the annular partition is locally bulged radially inward and outward at each bolt threaded portion, and an annular suction chamber or discharge chamber formed radially outward of the annular partition is at each bolt threaded portion. Since the width is locally narrow, there is a problem in that the flow resistance of the annular suction chamber or discharge chamber increases and the performance of the compressor is reduced.
Further, the annular partition wall bulges locally inward and outward in each bolt threaded portion, and an annular suction chamber or discharge chamber formed radially outward of the annular partition wall is in each bolt threaded portion. A suction port formed in the surrounding wall of the second housing, and a cylinder bore communicating with the suction port via an annular suction chamber formed radially outward of the annular partition; The pressure loss between the cylinder bores differs or the discharge port formed in the surrounding wall of the second housing and the annular discharge chamber formed radially outward of the annular partition. The pressure loss between the cylinder bores communicating with the discharge port differs for each cylinder bore, and there is a problem in that the performance of the compressor is reduced and noise is generated.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、周方向に互いに間隔を隔てて複数のシリンダボアが形成された円柱状のシリンダブロックと、シリンダブロックの一方の端面側にクランク室を形成する有底円筒状の第1ハウジングと、シリンダブロックの他方の端面側に吸入室と吐出室とを形成する有底円筒状の第2ハウジングと、クランク室内でシリンダボアと平行に延在する主軸と、シリンダボアに挿入され主軸の回転に従動してシリンダボア内で往復動する複数のピストンとを備え、第2ハウジングは、シリンダブロックと同心状に配設され吸入室と吐出室とを区画する円環状の隔壁を有し、クランク室側から第2ハウジングに螺着するボルトによってシリンダブロックが第2ハウジングに固定されたピストン式圧縮機であって、圧縮機の組み付けコストが低く、高性能且つ低騒音のピストン式圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has a cylindrical cylinder block in which a plurality of cylinder bores are formed at intervals in the circumferential direction, and a crank chamber is formed on one end surface side of the cylinder block. A bottom cylindrical first housing, a bottomed cylindrical second housing forming a suction chamber and a discharge chamber on the other end face side of the cylinder block, a main shaft extending in parallel with the cylinder bore in the crank chamber, and a cylinder bore And a plurality of pistons that are reciprocated in the cylinder bore following the rotation of the main shaft, and the second housing is disposed concentrically with the cylinder block and defines an annular partition that separates the suction chamber and the discharge chamber A piston type compressor in which a cylinder block is fixed to the second housing by a bolt that is screwed into the second housing from the crank chamber side. Lower the assembly cost, and to provide a high performance and low noise piston compressor.
上記課題を解決するために、本発明においては、周方向に互いに間隔を隔てて複数のシリンダボアが形成された円柱状のシリンダブロックと、シリンダブロックの一方の端面側にランク室を形成する有底円筒状の第1ハウジングと、シリンダブロックの他方の端面側に吸入室と吐出室とを形成する有底円筒状の第2ハウジングと、クランク室内でシリンダボアと平行に延在する主軸と、シリンダボアに挿入され主軸の回転に従動してシリンダボア内で往復動する複数のピストンとを備え、第2ハウジングは、シリンダブロックと同心状に配設され吸入室と吐出室とを区画する円環状の第1隔壁と、第1隔壁の径方向内方で第1隔壁と同心状に配設された円環状の第2隔壁とを有し、第2隔壁の内周面に雌ねじが形成され、クランク室側から第2ハウジングの第2隔壁の雌ねじに螺合するボルトによってシリンダブロックが第2ハウジングに固定されており、第2隔壁の内部空間はクランク室に連通していることを特徴とするピストン式圧縮機を提供する。 In order to solve the above problems, in the present invention, a cylindrical cylinder block in which a plurality of cylinder bores are formed spaced apart from each other in the circumferential direction, and a bottomed chamber that forms a rank chamber on one end face side of the cylinder block A cylindrical first housing, a bottomed cylindrical second housing forming a suction chamber and a discharge chamber on the other end face side of the cylinder block, a main shaft extending parallel to the cylinder bore in the crank chamber, and a cylinder bore A plurality of pistons inserted and reciprocated in the cylinder bore following the rotation of the main shaft, and the second housing is arranged in a concentric manner with the cylinder block and defines an annular first A partition wall and an annular second partition wall disposed radially inward of the first partition wall and concentrically with the first partition wall; a female thread is formed on an inner peripheral surface of the second partition wall; To the second Provided is a piston type compressor in which a cylinder block is fixed to a second housing by a bolt screwed into a female screw of a second partition wall of the housing, and an internal space of the second partition wall communicates with a crank chamber. To do.
本発明に係るピストン式圧縮機においては、ボルトを締めつけることにより、シリンダブロックと第2ハウジングとの間に配設される弁板に円環状の第1隔壁の端面が圧接し、吐出室から吸入室への高圧ガスの漏洩が防止される。ボルトが螺合する円環状の第2隔壁は、円環状の第1隔壁と同心状に配設されているので、ボルトを締めつけることにより発生する第1隔壁の端面と弁板との間の当接部の面圧は周方向に均一に分布する。この結果、吐出室から吸入室への高圧ガスの漏洩が効果的に防止される。
複数のボルトの締結力を精密に管理する必要がないので、本発明に係るピストン式圧縮機の組み付けコストは低い。単一のボルトを用いてシリンダブロックを第2ハウジングに固定するので、部品点数が少ない。
円環状の第1隔壁にはボルトは螺着しないので、第1隔壁は径方向内外方に局部的に膨出せず、第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吸入室又は吐出室は局部的に狭幅にならない。従って、第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吸入室、又は第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吐出室の流動抵抗は小さい。従って、本発明に係るピストン式圧縮機は高性能である。
円環状の第1隔壁にはボルトは螺着しないので、第1隔壁は径方向内外方に局部的に膨出せず、第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吸入室又は吐出室は局部的に狭幅にならない。従って、第2ハウジングの囲壁に形成される吸入ポートと、第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吸入室を介して前記吸入ポートに連通するシリンダボアとの間の圧力損失の、シリンダボア毎の差異は小さく、又は第2ハウジングの囲壁に形成される吐出ポートと、第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吐出室を介して吐出ポートに連通するシリンダボアとの間の圧力損失の、シリンダボア毎の差異は小さい。従って、本発明に係るピストン式圧縮機は高性能であり低騒音である。
第2隔壁の内部空間はクランク室に連通しているので、吐出容量制御の為にクランク室と吸入室、吐出室とを連通するガス経路を形成する際に、当該ガス経路の一端を第2隔壁の内部空間に連通させることにより、前記経路の経路長を短縮し、前記経路の工作コストを低減させることができる。
In the piston compressor according to the present invention, by tightening the bolt, the end face of the annular first partition wall comes into pressure contact with the valve plate disposed between the cylinder block and the second housing, and suction is performed from the discharge chamber. Leakage of high pressure gas to the chamber is prevented. Since the annular second partition wall into which the bolt is screwed is arranged concentrically with the annular first partition wall, the contact between the end surface of the first partition wall generated by tightening the bolt and the valve plate is avoided. The contact surface pressure is uniformly distributed in the circumferential direction. As a result, leakage of high-pressure gas from the discharge chamber to the suction chamber is effectively prevented.
Since it is not necessary to precisely manage the fastening force of the plurality of bolts, the assembly cost of the piston compressor according to the present invention is low. Since the cylinder block is fixed to the second housing using a single bolt, the number of parts is small.
Since the bolt is not screwed into the annular first partition, the first partition does not bulge locally inward and outward in the radial direction, and the annular suction chamber or discharge formed radially outward of the first partition. The room does not narrow locally. Therefore, the flow resistance of the annular suction chamber formed radially outward of the first partition or the annular discharge chamber formed radially outward of the first partition is small. Therefore, the piston type compressor according to the present invention has high performance.
Since the bolt is not screwed into the annular first partition, the first partition does not bulge locally inward and outward in the radial direction, and the annular suction chamber or discharge formed radially outward of the first partition. The room does not narrow locally. Accordingly, the pressure loss between the suction port formed in the surrounding wall of the second housing and the cylinder bore communicating with the suction port via the annular suction chamber formed radially outward of the first partition wall, The difference between the cylinder bores is small, or between the discharge port formed in the surrounding wall of the second housing and the cylinder bore communicating with the discharge port via an annular discharge chamber formed radially outward of the first partition wall The difference in pressure loss between cylinder bores is small. Therefore, the piston type compressor according to the present invention has high performance and low noise.
Since the internal space of the second partition wall communicates with the crank chamber, one end of the gas path is connected to the second chamber when forming a gas path that connects the crank chamber, the suction chamber, and the discharge chamber for discharge capacity control. By communicating with the internal space of the partition wall, the path length of the path can be shortened, and the work cost of the path can be reduced.
本発明の好ましい態様においては、クランク室側端部が開放された円形凹部が前記ボルトの頭部に形成されており、主軸の一端が前記円形凹部に進入し、軸受を介して前記頭部により回転可能に支持されている。
本発明の好ましい態様においては、前記ボルトは中空である。
本発明の好ましい態様においては、前記ボルトは鋼製であり、シリンダブロックは軽合金製である。
シリンダブロックを第2ハウジングに固定するボルトの頭部を主軸支持部材として利用することにより、圧縮機を小型化できる。
シリンダブロックを第2ハウジングに固定するボルトを中空にして内部空間を形成すれば、当該空間をフィルター等の部材を収納する空間として有効利用でき、ひいては圧縮機を小型化できる。
ボルトを鋼製とすることにより、ボルトの頭部或いはボルト全体を薄肉化してボルトひいては圧縮機を軽量化できる。軸受を介して主軸を支持するボルトを鋼製の主軸と同一と同一材料とすることにより、温度変化に伴う軸受部での主軸とボルト頭部との間の径方向隙間の変化を防止し、軸受の寿命を延ばすことができる。シリンダブロックを軽合金製とすることにより、圧縮機を軽量化できる。
In a preferred aspect of the present invention, a circular recess having an open end on the crank chamber side is formed in the head of the bolt, and one end of the main shaft enters the circular recess, and is supported by the head via a bearing. It is rotatably supported.
In a preferred embodiment of the present invention, the bolt is hollow.
In a preferred embodiment of the present invention, the bolt is made of steel and the cylinder block is made of a light alloy.
By using the head portion of the bolt that fixes the cylinder block to the second housing as the main shaft support member, the compressor can be reduced in size.
If the internal space is formed by hollowing the bolts that fix the cylinder block to the second housing, the space can be effectively used as a space for housing a member such as a filter, and the compressor can be downsized.
When the bolt is made of steel, the head of the bolt or the entire bolt can be thinned to reduce the weight of the bolt and thus the compressor. By making the bolt that supports the main shaft through the bearing the same material as the steel main shaft, changes in the radial gap between the main shaft and the bolt head at the bearing portion due to temperature change are prevented, The life of the bearing can be extended. By making the cylinder block made of a light alloy, the weight of the compressor can be reduced.
本発明の好ましい態様においては、吸入室は第1隔壁の径方向外方に形成され、吐出室は第1隔壁の径方向内方に形成されている。
本発明の好ましい態様においては、吸入室は第1隔壁の径方向内方に形成され、吐出室は第1隔壁の径方向外方に形成されている。
吸入室を第1隔壁の径方向外方に形成し、吐出室を第1隔壁の径方向内方に形成しても良く、或いは、吸入室を第1隔壁の径方向内方に形成し、吐出室を第1隔壁の径方向外方に形成しても良い。
In a preferred aspect of the present invention, the suction chamber is formed radially outward of the first partition, and the discharge chamber is formed radially inward of the first partition.
In a preferred aspect of the present invention, the suction chamber is formed radially inward of the first partition, and the discharge chamber is formed radially outward of the first partition.
The suction chamber may be formed radially outward of the first partition and the discharge chamber may be formed radially inward of the first partition, or the suction chamber may be formed radially inward of the first partition, The discharge chamber may be formed radially outward of the first partition.
本発明の好ましい態様においては、ピストンは、同期回転可能に主軸により支持された斜板に係合する片頭ピストンである。
本発明の好ましい態様においては、ピストンは同期回転可能に主軸により支持された斜板に係合し、斜板の主軸に対する傾角が可変であり、前記第2隔壁の内部空間と吸入室とを連結するガス経路の途上に第1絞り装置が配設され、前記第2隔壁の内部空間と吐出室とを連結するガス経路の途上に第2絞り装置が配設され、第1絞り装置及び/又は第2絞り装置の開度が可変である。
本発明の好ましい態様においては、第1絞り装置又は第2絞り装置は、前記第2隔壁の内周面に形成された雌ねじと前記ボルトに形成された雄ねじとの間に形成された螺旋状空間である。
本発明に係るピストン式圧縮機は、斜板に直接係合する片頭ピストンを有する斜板式圧縮機、揺動板を介して斜板に係合する片頭ピストンを有する揺動式圧縮機として具現化するのに適している。
本発明に係るピストン式圧縮機を可変容量の斜板式圧縮機、揺動式圧縮機として具現化する場合には、第2隔壁の内部空間と吸入室、吐出室とをガス経路で連結し、ガス経路長を短縮するのが望ましい。両ガス経路の途上に絞り装置を配設し、少なくとも一方の絞り装置の開度を可変とすることにより、圧縮機を可変容量とすることができる。
第2隔壁の内周面に形成された雌ねじとシリンダブロックを第2ハウジングに固定するボルトに形成された雄ねじとの間に形成された螺旋状空間を、何れか一方の絞り装置として利用すれば、絞り装置を別途配設する必要がなくなり、部品点数が低減し、圧縮機の製造コストが低減する。
In a preferred embodiment of the present invention, the piston is a single-headed piston that engages a swash plate that is supported by the main shaft so as to be synchronously rotatable.
In a preferred aspect of the present invention, the piston is engaged with a swash plate supported by a main shaft so as to be synchronously rotatable, and an inclination angle of the swash plate with respect to the main shaft is variable, and connects the internal space of the second partition wall and the suction chamber. A first throttling device is disposed in the middle of the gas path, and a second throttling device is disposed in the middle of the gas path that connects the internal space of the second partition wall and the discharge chamber. The opening degree of the second expansion device is variable.
In a preferred aspect of the present invention, the first diaphragm device or the second diaphragm device is a spiral space formed between a female screw formed on the inner peripheral surface of the second partition wall and a male screw formed on the bolt. It is.
The piston type compressor according to the present invention is embodied as a swash plate type compressor having a single-headed piston that directly engages the swash plate, and a swing type compressor having a single-headed piston that engages the swash plate via the swing plate. Suitable for doing.
When the piston type compressor according to the present invention is embodied as a variable capacity swash plate type compressor or a swing type compressor, the internal space of the second partition wall, the suction chamber, and the discharge chamber are connected by a gas path, It is desirable to shorten the gas path length. By arranging a throttle device in the middle of both gas paths and making the opening of at least one throttle device variable, the compressor can be made variable.
If the spiral space formed between the internal thread formed on the inner peripheral surface of the second partition and the external thread formed on the bolt that fixes the cylinder block to the second housing is used as one of the throttle devices This eliminates the need for a separate diaphragm device, reduces the number of parts, and reduces the manufacturing cost of the compressor.
本発明の好ましい態様においては、圧縮機の吐出ガスの圧力が超臨界圧力である。
本発明の好ましい態様においては、圧縮機の吐出ガスが二酸化炭素である。
本発明に係るピストン式圧縮機は吐出室から吸入室への高圧ガスの漏洩を効果的に防止できるので、本発明に係るピストン式圧縮機を、圧縮機の吐出ガスの圧力が超臨界圧力となり、吐出ガスの圧力が超高圧となる圧縮機、例えば冷房装置を構成する閉回路の高圧側圧力が冷媒である二酸化炭素の超臨界圧力となる冷房装置に使用される圧縮機として具現化しても良い。
In the preferable aspect of this invention, the pressure of the discharge gas of a compressor is a supercritical pressure.
In a preferred embodiment of the present invention, the discharge gas of the compressor is carbon dioxide.
Since the piston compressor according to the present invention can effectively prevent leakage of high-pressure gas from the discharge chamber to the suction chamber, the pressure of the discharge gas of the compressor becomes supercritical pressure. Further, the compressor may be embodied as a compressor used for a compressor in which the pressure of the discharge gas becomes an ultra-high pressure, for example, a cooling device in which the high-pressure side pressure of the closed circuit constituting the cooling device becomes a supercritical pressure of carbon dioxide as a refrigerant. good.
本発明に係るピストン式圧縮機においては、ボルトを締めつけることにより、シリンダブロックと第2ハウジングとの間に配設される弁板に円環状の第1隔壁の端面が圧接し、吐出室から吸入室への高圧ガスの漏洩が防止される。ボルトが螺合する円環状の第2隔壁は、円環状の第1隔壁と同心状に配設されているので、ボルトを締めつけることにより発生する第1隔壁の端面と弁板との間の当接部の面圧は周方向に均一に分布する。この結果、吐出室から吸入室への高圧ガスの漏洩が効果的に防止される。
複数のボルトの締結力を精密に管理する必要がないので、本発明に係るピストン式圧縮機の組み付けコストは低い。単一のボルトを用いてシリンダブロックを第2ハウジングに固定するので、部品点数が少ない。
円環状の第1隔壁にはボルトは螺着しないので、第1隔壁は径方向内外方に局部的に膨出せず、第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吸入室又は吐出室は局部的に狭幅にならない。従って、第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吸入室、又は第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吐出室の流動抵抗は小さい。従って、本発明に係るピストン式圧縮機は高性能である。
円環状の第1隔壁にはボルトは螺着しないので、第1隔壁は径方向内外方に局部的に膨出せず、第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吸入室又は吐出室は局部的に狭幅にならない。従って、第2ハウジングの囲壁に形成される吸入ポートと、第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吸入室を介して前記吸入ポートに連通するシリンダボアとの間の圧力損失の、シリンダボア毎の差異は小さく、又は第2ハウジングの囲壁に形成される吐出ポートと、第1隔壁の径方向外方に形成される円環状の吐出室を介して吐出ポートに連通するシリンダボアとの間の圧力損失の、シリンダボア毎の差異は小さい。従って、本発明に係るピストン式圧縮機は高性能であり低騒音である。
第2隔壁の内部空間はクランク室に連通しているので、吐出容量制御の為にクランク室と吸入室、吐出室とを連通するガス経路を形成する際に、当該ガス経路の一端を第2隔壁の内部空間に連通させることにより、前記経路の経路長を短縮し、前記経路の工作コストを低減させることができる。
In the piston compressor according to the present invention, by tightening the bolt, the end face of the annular first partition wall comes into pressure contact with the valve plate disposed between the cylinder block and the second housing, and suction is performed from the discharge chamber. Leakage of high pressure gas to the chamber is prevented. Since the annular second partition wall into which the bolt is screwed is arranged concentrically with the annular first partition wall, the contact between the end surface of the first partition wall generated by tightening the bolt and the valve plate is avoided. The contact surface pressure is uniformly distributed in the circumferential direction. As a result, leakage of high-pressure gas from the discharge chamber to the suction chamber is effectively prevented.
Since it is not necessary to precisely manage the fastening force of the plurality of bolts, the assembly cost of the piston compressor according to the present invention is low. Since the cylinder block is fixed to the second housing using a single bolt, the number of parts is small.
Since the bolt is not screwed into the annular first partition, the first partition does not bulge locally inward and outward in the radial direction, and the annular suction chamber or discharge formed radially outward of the first partition. The room does not narrow locally. Therefore, the flow resistance of the annular suction chamber formed radially outward of the first partition or the annular discharge chamber formed radially outward of the first partition is small. Therefore, the piston type compressor according to the present invention has high performance.
Since the bolt is not screwed into the annular first partition, the first partition does not bulge locally inward and outward in the radial direction, and the annular suction chamber or discharge formed radially outward of the first partition. The room does not narrow locally. Accordingly, the pressure loss between the suction port formed in the surrounding wall of the second housing and the cylinder bore communicating with the suction port via the annular suction chamber formed radially outward of the first partition wall, The difference between the cylinder bores is small, or between the discharge port formed in the surrounding wall of the second housing and the cylinder bore communicating with the discharge port via an annular discharge chamber formed radially outward of the first partition wall The difference in pressure loss between cylinder bores is small. Therefore, the piston type compressor according to the present invention has high performance and low noise.
Since the internal space of the second partition wall communicates with the crank chamber, one end of the gas path is connected to the second chamber when forming a gas path that connects the crank chamber, the suction chamber, and the discharge chamber for discharge capacity control. By communicating with the internal space of the partition wall, the route length of the route can be shortened, and the work cost of the route can be reduced.
本発明を可変容量斜板式圧縮機に適用した実施例を図1に基づいて説明する。 An embodiment in which the present invention is applied to a variable capacity swash plate compressor will be described with reference to FIG.
斜板式圧縮機1は、有底円筒状のフロントハウジング10と、フロントハウジング10と同心に配設された有底円筒状のリアハウジング11とを備えている。フロントハウジング10とリアハウジング11とは、開放側の端面でガスケット12を挟持した状態で、リアハウジング11の周壁に挿通され且つフロントハウジング10の側壁に螺着する複数のボルト13によって結合されている。
リアハウジング11は、第1円環状隔壁11aと、第1円環状隔壁11aの径方向内方に配設された第2円環状隔壁11bとを有している。第1円環状隔壁11a、第2円環状隔壁11baは、リアハウジング11の外周壁と同心に配設されている。リアハウジング11の外周壁と第1円環状隔壁11aとの間に円環状の吸入室14が形成され、第1円環状隔壁11aと第2円環状隔壁11bとの間に円環状の吐出室15が形成されている。吸入室14はリアハウジング11の外周壁に形成された図示しない吸入ポートに連通し、吐出室15はリアハウジング11の底壁に形成された吐出ポート16に連通している。第2円環状隔壁11bの内周面に雌ねじ11b′が形成されている。第2円環状隔壁11bの内部に円柱状空間11b″が形成されている。
フロントハウジング10とリアハウジング11とはアルミニウム合金で形成されている。
The swash plate compressor 1 includes a bottomed cylindrical
The
The
円柱状のシリンダブロック17がフロントハウジング10の開放端近傍に嵌入している。シリンダブロック17はフロントハウジング10、リアハウジング11と同心に配設されている。シリンダブロック17には、周方向に互いに間隔を隔てて複数のシリンダボア17aが形成されている。シリンダブロック17の径方向中心部にセンターボア17bが形成されている。センターボア17bのリアハウシング側端部は他部に比べて小径に形成されている。シリンダブロック17はアルミニウム合金で形成されている。
シリンダブロック17は、頭部18aがセンターボア17b大径部の端部に当接し、本体18bに形成された雄ねじ18b′がリアハウジング11の第2環状隔壁11b内周面に形成された雌ねじ11b′に螺合する鋼製のボルト18により、リアハウジング11に固定されている。シリンダブロック17とリアハウジング11とにより、弁板19とリード弁構造の吸入弁と吐出弁とが挟持されている。シリンダボア17aと吸入室14とを連通させる吸入孔19aと、シリンダボア17aと吐出室15とを連通さる吐出孔19bとが、弁板19に形成されている。
ボルト18は長手方向に延在する貫通孔18cを有する中空体として形成されている。貫通孔18cの頭部18a内で延在する部位は拡径され、後述するクランク室側端部が開放された円形凹部18dを形成している。
A
The
The
フロントハウジング10内に、クランク室20が形成されている。鋼製の主軸21が、クランク室20内でフロントハウジング10と同軸に延在している。主軸21の一端はスラストベアリング22とラジアルベアリン23とを介してフロントハウジング10により中心軸線方向に支持され且つ中心軸線回りに回転可能に支持されると共に、フロントハウジング10の底部を貫通してフロントハウジング10外へ延び、電磁クラッチ24に係合している。主軸21の他端は、シリンダブロックのセンターボア17bとボルト18の貫通孔18cとに進入し、円形凹部18d内に配設されたスラストベアリング25とラジアルベアリング26を介して、ボルト18の頭部18aにより中心軸線方向に支持され且つ中心軸線回りに回転可能に支持されている。
クランク室20は、主軸21の他端部に形成されたガス通路21aを介して、リアハウジング11の第2円環状隔壁11b内部に形成された円柱状空間11b″の最奥部に連通しており、またセンターボア17b囲壁と後述するスリーブ27、主軸21、ボルト頭部18aとの間の環状隙間、ボルト18の弁板19貫通部に形成される環状隙間、ボルト本体18bに形成された雄ねじ18b′と第2環状囲壁11b内周面に形成された雌ねじ11b′との間に形成される螺旋状隙間等を介して円柱状空間11b″の最奥部に連通しており、更にセンターボア17b囲壁と後述するスリーブ27、主軸21との間の環状隙間、ラジアルベアリング26の内部空間、ボルト頭部18aの基部に形成された開口18e、ボルト18の弁板19貫通部に形成される環状隙間等を介して円柱状空間11b″の入口部に連通している。
A
The
主軸21にスリーブ27が中心軸線方向に摺動可能に外嵌合している。一端が主軸21に形成されたフランジ部21aに当接し他端がスリーブ27の一端部に当接するコイルバネ28により、スリーブ27はシリンダボア17aに接近する方向へ付勢されている。
図示しない一対の対向するスリーブピンを介して、主軸21に対して傾角変動可能に、円環板状の斜板29がスリーブ27により支持されている。主軸21は斜板29に挿通されている。
ピボット30の一端が、スリーブ27に形成されたスリット27aに挿通されて、主軸21に直角に圧入固定されている。ピボット30の他端に球状部30aが形成されている。球状部30aに対峙して、斜板29にピボット孔29aが形成されている。ピボット孔29aは球状部30aを摺動可能に受け入れている。
A
An annular plate-
One end of the
主軸21と平行に延在する片頭ピストン31がシリンダボア17aに往復動可能に挿入されている。ピストン31の一端にシュー保持部31aが形成されている。球面と球面に対峙する平坦面とを有する一対のシュー32が、シュー保持部31aに保持されている。一対のシュー32の平坦面が斜板29の両端面に摺接している。
A single-headed
リアハウジング11の第2円環状隔壁11bの内部に形成された円柱状空間11b″の最奥部が、ガス経路33aを介して吸入室14に連通している。ガス経路33aの途上に絞り装置34aが配設されている。リアハウジング11の第2円環状隔壁11bの内部に形成された円柱状空間11b″の入口部が、ガス経路33bを介して吐出室15に連通している。ガス経路33bの途上に絞り装置34bが配設されている。絞り装置34a、34bの少なくとも一方は、電磁ソレノイドと弁機構とを有し、外部制御により開度を可変制御できる弁によって構成されている。
The innermost part of the
斜板式圧縮機1は、車両空調用の冷房装置であって、冷房装置を構成する閉回路の高圧側圧力すなわち圧縮機の吐出圧力が、冷媒の超臨界圧力となるように作動する、超臨界サイクルの冷房装置に使用するものである。冷媒として二酸化炭素(CO2)、エチレン(C2H4)、ディボラン(B2H6)、エタン(C2H6)、酸化窒素(NO)等を使用することができる。 The swash plate compressor 1 is a cooling device for air conditioning of a vehicle, and operates so that the high-pressure side pressure of the closed circuit constituting the cooling device, that is, the discharge pressure of the compressor becomes the supercritical pressure of the refrigerant. It is used for a cycle cooling device. Carbon dioxide (CO2), ethylene (C2H4), diborane (B2H6), ethane (C2H6), nitrogen oxide (NO), etc. can be used as the refrigerant.
斜板式圧縮機1の作動を以下に説明する。
電磁クラッチ24を介して、図示しない車両エンジンにより、主軸21が回転駆動される。斜板29がピボット30を介して主軸21により回転駆動される。ピストン31が一対のシュー32を介して斜板29により往復駆動される。ピストン31の往復摺動に伴い、図示しない吸入ポートを通って吸入室14へ流入した冷媒ガスが、弁板19に形成された吸入孔19aと吸入弁とを通ってシリンダボア17aへ吸入され、シリンダボア17a内で圧縮され、弁板19に形成された吐出孔19bと吐出弁とを通って吐出室15へ吐出され、吐出ポート16を通って車両用冷房装置の閉回路へ流出する。
The operation of the swash plate compressor 1 will be described below.
The
吐出室15内の冷媒ガスがガス経路33bと絞り装置34bとを通って円柱状空間11b″の入口部へ流入し、次いで円柱状空間11b″の入口部に連通するクランク室20へ流入する。クランク室20内の冷媒ガスが、クランク室20に連通する円柱状空間11b″の最奥部へ流入し、次いでガス経路33aと絞り装置34aとを通って吸入室14へ流出する。
絞り装置34a及び/又は34bの開度が外部制御により可変制御されて、吐出室15からクランク室20へ流入する冷媒ガスの流量及び/又はクランク室20から吸入室14へ流出する冷媒ガスの流量が可変制御されることにより、クランク室20の内圧が可変制御される。クランク室20の内圧が可変制御されることにより、主軸21上でのスリーブ27の中心軸方向位置が可変制御され、球状部30aと摺動可能に係合する斜板29のピボット30に対する相対位置が可変制御されて、斜板29の主軸21に対する傾角が可変制御される。この結果、ピストン31のストロークが可変制御されて、斜板式圧縮機1の吐出容量が可変制御される。
The refrigerant gas in the
The flow rate of the refrigerant gas flowing from the
斜板式圧縮機1においては、ボルト18を締めつけることにより、シリンダブロック17とリアハウジング11との間に配設される弁板19に、第2円環状隔壁11bの端面と第1円環状隔壁11aの端面とが圧接し、吐出室15から吸入室14への高圧ガスの漏洩が防止される。ボルト18が螺合する第2円環状隔壁11bは、第1円環状隔壁11aと同心に配設されているので、ボルト18を締めつけることにより発生する第1円環状隔壁11aの端面と弁板19との間の当接部の面圧は周方向に均一に分布する。この結果、吐出室15から吸入室14への高圧ガスの漏洩が効果的に防止される。従って、冷媒ガスが二酸化炭素であり、吐出室15内の冷媒ガス圧が二酸化炭素の臨界圧力である7.35MPaを超える超高圧であっても、吐出室15から吸入室14への高圧冷媒ガスの漏洩が効果的に防止される。
単一のボルト18の締結力を精密に管理すれば良く、複数のボルトの締結力を精密に管理する必要がないので、斜板式圧縮機1の組み付けコストは低い。単一のボルト18を用いてシリンダブロック17をリアハウジング11に固定するので、特許文献1のピストン式圧縮機に比べて部品点数が少ない。
第1円環状隔壁11aにはボルト18は螺着しないので、第1円環状隔壁11aは径方向内外方に局部的に膨出せず、第1円環状隔壁11aの径方向外方に形成される円環状の吸入室14と、第1円環状隔壁11aの径方向内方に形成される円環状の吐出室15とは局部的に狭幅にならない。従って、冷媒ガスに対する円環状の吸入室14、吐出室15の流動抵抗は小さい。従って、斜板式圧縮機1は高性能である。
第1円環状隔壁11aにはボルト18は螺着しないので、第1円環状隔壁11aは径方向内外方に局部的に膨出せず、第1円環状隔壁11aの径方向外方に形成される円環状の吸入室14と、第1円環状隔壁11aの径方向内方に形成される円環状の吐出室15とは局部的に狭幅にならない。従って、吸入ポートと、円環状の吸入室14を介して前記吸入ポートに連通するシリンダボア17aとの間の圧力損失の、シリンダボア17a毎の差異は小さく、又吐出ポート16と、円環状の吐出室15を介して吐出ポート16に連通するシリンダボア17aとの間の圧力損失の、シリンダボア17a毎の差異は小さい。従って、斜板式圧縮機1は高性能であり低騒音である。
第2円環状隔壁11bの内部空間である円柱状空間11b″は、クランク室20に連通しているので、吐出容量制御の為にクランク室20と吸入室14、吐出室15とを連通するガス経路33a、33bを形成する際に、ガス経路33a、33bの一端を、吸入室14と吐出室15とに近接する円柱状空間11b″に連通させることにより、ガス経路33a、33bの経路長を短縮し、ガス経路33a、33bの工作コストを低減させることができる。
In the swash plate compressor 1, by tightening the
The fastening force of the
Since the
Since the
Since the
シリンダブロック17をリアハウジング11に固定するボルト18の頭部18aを主軸21の支持部材として利用することにより、斜板式圧縮機1が小型化される。
シリンダブロック17をリアハウジング11に固定するボルト18に形成した貫通孔18cは、クランク室20から吸入室14へ流出する冷媒ガスから金属粉等の塵芥を除去するためのフィルターを収容する空間として有効利用できる。フィルターを収容する空間を別途形成する場合に比べで、斜板式圧縮機1が小型化される。
ボルト18を鋼製とすることにより、ボルトの頭部18a或いはボルト本体18bを含んだボルト18全体を薄肉化して、ボルト18ひいては斜板式圧縮機1を軽量化できる。ベアリング25、26を介して主軸21を支持するボルト18を鋼製の主軸21と同一材料とすることにより、温度変化に伴う軸受部での主軸21とボルト頭部18aとの間の径方向隙間の変化を防止し、ベアリング25、26の寿命を延ばすことができる。
フロントハウジング10、リアハウジング11、シリンダブロック17をアルミニウム金製とすることにより、斜板式圧縮機1を軽量化できる。
By using the head portion 18a of the
The through
By making the
By making the
第1円環状隔壁11aの径方向外方に吐出室15を配設し、第1円環状隔壁11aの径方向内方に吸入室14を配設しても良い。
片頭ピストン31に代えて、斜板29の両側で延在する2個のピストンヘッドを有する両頭ピストンを斜板29に係合させ、一方のピストンが挿入されるシリンダボアを有するシリンダブロックと、当該シリンダブロックに対峙する弁板、吸入弁、吐出弁と、吸入室、吐出室とを追加配設しても良い。この場合、追加配設されるシリンダブロックのハウジングへの固定は、ボルト18を用いる固定とは異なる態様となる。
貫通孔18cのクランク室20から離隔する側の端部を閉鎖しても良い。この場合は、クランク室20は、円柱状空間11b″の入口部と、ボルト本体18bに形成された雄ねじ18b′と第2環状囲壁11b内周面に形成された雌ねじ11b′との間に形成される螺旋状隙間と、ガス経路33aとを介して、吸入室に連通する。ボルト本体18bに形成された雄ねじ18b′と第2環状囲壁11b内周面に形成された雌ねじ11b′との間に形成される螺旋状隙間が絞り装置として機能するので、絞り装置34aを省略することができ、部品点数が低減し、斜板式圧縮機1の製造コストが低減する。
ボルト本体18bに形成された雄ねじ18b′と第2環状囲壁11b内周面に形成された雌ねじ11b′との間に形成される螺旋状隙間が、絞り装置34bを形成するように斜板式圧縮機1を構成しても良い。
本発明は斜板にピストンが直接係合する斜板式圧縮機、ピストンが揺動板を介して斜板に係合する揺動式圧縮機等種々のピストン式圧縮機に適用可能である。本発明は可変容量の斜板式圧縮機、揺動式圧縮機、固定容量の斜板式圧縮機、揺動式圧縮機等種々のピストン式圧縮機に適用可能である。
The
In place of the single-
The end of the through
A swash plate compressor in which a helical gap formed between a
The present invention can be applied to various piston compressors such as a swash plate compressor in which a piston is directly engaged with a swash plate and a swing compressor in which a piston is engaged with a swash plate via a swing plate. The present invention is applicable to various piston compressors such as a variable capacity swash plate compressor, a swing compressor, a fixed capacity swash plate compressor, and a swing compressor.
本発明は可変容量、固定容量の斜板式圧縮機、揺動式圧縮機等種々のピストン式圧縮機に適用可能である。 The present invention can be applied to various piston type compressors such as variable capacity and fixed capacity swash plate type compressors and swing type compressors.
1 斜板式圧縮機
10 フロントハウジング
11 リアハウジング
11a 第1円環状隔壁
11b 第2円環状隔壁
11b″ 円柱状空間
14 吸入室
15 吐出室
17 シリンダブロック
18 ボルト
21 主軸
29 斜板
31 ピストン
33a、33b ガス経路
34a、34b 絞り装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Swash
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