JP6977651B2 - ピストン式圧縮機 - Google Patents

Description

本発明はピストン式圧縮機に関する。

特許文献１に従来のピストン式圧縮機が開示されている。この圧縮機は、ハウジングと、駆動軸と、固定斜板と、複数のピストンと、吐出弁とを備えている。

ハウジングは、複数のシリンダボアと、シリンダボアに連通する第１連通路とが形成されたシリンダブロックを有している。また、ハウジングには、吸入室と、吐出室と、斜板室と、軸孔とが形成されている。駆動軸には、吸入室と連通する軸内通路が形成されている。

駆動軸は、軸孔内で回転可能に支承されている。固定斜板は、駆動軸の回転によって斜板室内で回転可能であり、駆動軸に垂直な平面に対する傾斜角度が一定である。ピストンは、シリンダボア内に圧縮室を形成し、固定斜板に連結される。圧縮室と吐出室との間には、圧縮室内の冷媒を吐出室に吐出させるリード弁式の吐出弁が設けられている。

また、この圧縮機では、駆動軸と別体のロータリバルブが設けられている。ロータリバルブは、軸孔内に駆動軸と一体回転可能に設けられている。また、ロータリバルブは、制御弁で制御された制御圧力と吸入圧力との差圧により、駆動軸の駆動軸心方向に移動可能である。ロータリバルブには、吸入室と連通する弁開口が形成されている。弁開口は、ロータリバルブの駆動軸心方向の位置によって第１連通路との駆動軸心周りの連通角度が変化するように形成されている。

このロータリバルブは、ロータリバルブの駆動軸心方向の位置により、第１連通路と弁開口とが連通する。このため、吸入室内の冷媒が弁開口及び第１連通路を経て圧縮室に吸入される。この際、弁開口と第１連通路との駆動軸心周りの連通角度が変化するため、圧縮室内に吸入される冷媒の流量が変化し、圧縮室から吐出室へ吐出する冷媒の流量が変化する。こうして、この圧縮機では、斜板の傾斜角度を変更させて容量を変更する圧縮機と比べ、構造の簡素化を実現しようとしている。

特開平７−１１９６３１号公報

しかし、上記従来の圧縮機では、ロータリバルブ内にインナーバルブを有し、インナーバルブによって各圧縮室内に吸入する冷媒の流量を絞っているため、構造が複雑となってしまう。

また、上記従来の圧縮機では、圧縮室から吐出室へ吐出する冷媒の流量を減少させている低流量状態において、ロータリバルブにおける連通角度が小さい弁開口と圧縮室とが連通することにより、圧縮室に冷媒が供給される。また、弁開口と圧縮室との連通が非連通となることにより、吸入行程の途中から圧縮室への冷媒の供給を遮断している。このため、吸入行程時における圧縮室内の圧力が所定の吸入圧力よりも低くなるおそれがある。このため、低流量状態では、そうでない状態よりも圧縮比が高くなり、摩擦による動力損失、振動及びトルク変動が大きくなる懸念がある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、圧縮室から吐出室へ吐出する冷媒の流量を変更可能であるとともに、構造の簡素化を実現しつつ、低流量状態における動力損失、振動及びトルク変動を低減可能なピストン式圧縮機を提供することを解決すべき課題としている。

本発明のピストン式圧縮機は、複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックを有し、吸入室と、吐出室と、斜板室と、軸孔とが形成されたハウジングと、
前記軸孔内で回転可能に支承された駆動軸と、
前記駆動軸の回転によって前記斜板室内で回転可能であり、前記駆動軸に垂直な平面に対する傾斜角度が一定である固定斜板と、
前記シリンダボア内に圧縮室を形成し、前記固定斜板に連結されるピストンと、
前記圧縮室内の冷媒を前記吐出室に吐出させる吐出弁とを備えたピストン式圧縮機であって、
前記シリンダブロックに設けられ、前記シリンダボアに連通する第１連通路と、
前記駆動軸と一体又は別体であるとともに、前記駆動軸と一体回転可能であり、前記駆動軸の回転に伴い間欠的に前記第１連通路と連通する第２連通路が形成された回転体と、
前記吸入室内の冷媒を前記圧縮室内に吸入させる吸入弁と、
前記吐出室内の冷媒を前記圧縮室に戻す流量を制御する制御弁とを備え、
前記制御弁で制御された冷媒が前記第１連通路及び前記第２連通路を介して前記圧縮室に導入され、前記吸入室から前記圧縮室に吸入される冷媒の流量を変化させることを特徴とする。

本発明の圧縮機では、制御弁が吐出室内の冷媒を圧縮室に戻す流量を制御する。そして、駆動軸の回転に伴い、吐出行程後の冷媒の一部が回転体の第２連通路を経て間欠的に第１連通路に供給される。この場合、冷媒が吐出室から第１連通路を介して圧縮室に還流され、圧縮室内で再膨張する。そのため、圧縮室内の圧力が吸入室内の吸入圧力よりも低くならないと、吸入弁は開かず、その際には吸入室から冷媒が圧縮室に吸入されないため、圧縮室に吸入される冷媒の流量が減少する。そのため、圧縮室から吐出室に吐出される冷媒の流量が減少する。

吐出行程後の冷媒の一部を回転体の第２連通路を経て第１連通路に供給しない場合には、圧縮室から吐出室に吐出される冷媒の流量は減少しない。

一方、この圧縮機では、圧縮室内の圧力が吸入室内の吸入圧力よりも低くなれば、吸入弁が開き、吸入室内の冷媒が圧縮室内に吸入される。このため、吸入行程時における圧縮室内の圧力が過度に低くなることはない。このため、圧縮室から吐出室へ吐出する冷媒の流量を減少させている低流量状態と、そうでない状態とで圧縮比が高くなることはない。このため、低流量状態であっても、摩擦による動力損失、振動及びトルク変動が大きくならない。

また、この圧縮機では、固定斜板の傾斜角度が一定であり、インナーバルブも採用していないことから、構造の簡素化を実現できる。

したがって、本発明の圧縮機では、圧縮室から吐出室へ吐出する冷媒の流量を変更可能であるとともに、構造の簡素化を実現しつつ、低流量状態における動力損失、振動及びトルク変動を低減可能である。

第２連通路は、ピストンがピストンの上死点からピストンの下死点まで移動する間に、第１連通路と連通することが好ましい。この場合には、圧縮室に還流された高圧の冷媒が吸入行程にある圧縮室内で再膨張してピストンを押圧し、動力の低減効果を得ることができる。

ピストンが上死点から下死点まで移動する間に、第２連通路が第１連通路と連通する場合、第２連通路は、ピストンが上死点に位置しているとき、第１連通路と連通していることが好ましい。この場合、圧縮室が吸入行程に移行した瞬間に冷媒が再膨張してピストンを押圧でき、動力の低減効果をさらに高めることができる。

本発明の圧縮機が両頭ピストン型であれば、斜板とピストンとの間に設けられるシュー、斜板又はピストンが優れた耐久性を発揮する。

すなわち、この圧縮機では、シリンダボアは、駆動軸の駆動軸心方向の一方側に配置された一方側シリンダボアと、駆動軸心方向の他方側に配置された他方側シリンダボアとからなる。第１連通路は、一方側シリンダボアと連通する一方側第１連通路と、他方側シリンダボアと連通する他方側第１連通路とからなる。ピストンは、一方側シリンダボア内に一方側圧縮室を形成する一方側ヘッドと、他方側シリンダボア内に他方側圧縮室を形成する他方側ヘッドとを有する。第２連通路は、一方側第１連通路と連通する一方側第２連通路と、他方側第１連通路と連通する他方側第２連通路とを有する。一方側第２連通路は、一方側ヘッドが上死点から下死点まで移動する間に、一方側第１連通路と連通する。他方側第２連通路は、他方側ヘッドが上死点から下死点まで移動する間に、他方側第１連通路と連通する。そして、固定斜板とピストンとの間には対をなすシューが設けられている。

この場合、一方側圧縮室に還流された高圧の冷媒が吸入行程にある一方側圧縮室内で再膨張し、ピストンを上死点から下死点に向かう方向に付勢力が作用する。また、一方側圧縮室が吸入行程にある時には、他方側圧縮室は圧縮行程となっており、他方側圧縮室では、ピストンに圧縮反力が作用している。すなわち、付勢力と圧縮反力とが駆動軸心方向でこれらの力の一部が打ち消し合うこととなる。このため、シュー、斜板又はピストンが優れた耐久性を発揮する。

回転体が駆動軸と一体とされていることが好ましい。この場合、部品点数を削減し、製造コストのより一層の低廉化を実現することができる。

本発明の圧縮機では、圧縮室から吐出室へ吐出する冷媒の流量を変更可能であるとともに、構造の簡素化を実現しつつ、低流量状態における動力損失、振動及びトルク変動を低減可能である。

図１は、実施例１のピストン式圧縮機の断面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 図３は、実施例１のピストン式圧縮機に係り、図２の状態における駆動軸と第２連通路との回転位相を示す模式断面図である。 図４は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。 図５は、実施例１のピストン式圧縮機に係り、図４の状態における駆動軸と第２連通路との回転位相を示す模式断面図である。 図６は、実施例１のピストン式圧縮機に係り、駆動軸の回転角度と、第１ヘッドや第２ヘッドの位置とのタイミング、第１横孔や第２横孔とのタイミング、第１吸入リード弁や第２吸入リード弁とのタイミング、及び第１圧縮室や第２圧縮室の圧力のタイミングを示すタイミングチャートである。 図７は、実施例１のピストン式圧縮機におけるある圧縮室の体積と圧力との関係を示すグラフである。 図８は、実施例２のピストン式圧縮機に係り、図２と同様の駆動軸と第２連通路との回転位相を示す模式断面図である。 図９は、実施例２のピストン式圧縮機に係り、図４と同様の駆動軸と第２連通路との回転位相を示す模式断面図である。 図１０は、実施例２のピストン式圧縮機に係り、駆動軸の回転角度と、第１ヘッドや第２ヘッドのストロークとのタイミング、第１横孔や第２横孔とのタイミング、第１吸入リード弁や第２吸入リード弁とのタイミング、及び第１圧縮室や第２圧縮室の圧力のタイミングを示すタイミングチャートである。 図１１は、実施例２のピストン式圧縮機におけるある圧縮室の体積と圧力との関係を示すグラフである。

以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
実施例１のピストン式圧縮機は、図１に示すように、いわゆる両頭型である。この圧縮機は、ハウジング１と、駆動軸３と、固定斜板５と、５個の両頭ピストン７（図２及び図４参照）と、第１吸入弁９Ｆと、第２吸入弁９Ｒと、第１吐出弁１１Ｆと、第２吐出弁１１Ｒと、制御弁１３とを備えている。

ハウジング１は、第１シリンダブロック１５、第２シリンダブロック１７、第１ハウジング２１及び第２ハウジング２３を有している。以下、圧縮機の第１ハウジング２１側を前方とし、第２ハウジング２３側を後方とする。また、図２及び図４に示すように、後述する吸入通路２９及び吐出通路３１は上方に位置する。

図１に示すように、第１シリンダブロック１５と第２シリンダブロック１７との間にガスケット１９が配置されている。ガスケット１９はハウジング１の内部と外部とを封止する。第１シリンダブロック１５と第２シリンダブロック１７とは、両者間にガスケット１９を有して互いに締結され、両者間に斜板室２５を形成している。第１ハウジング２１には、環状の第１吸入室２１ａと、環状の第１吐出室２１ｂとが形成されている。第１吐出室２１ｂは第１吸入室２１ａの外周側に位置している。第２ハウジング２３には、環状の第２吸入室２３ａと、環状の第２吐出室２３ｂとが形成されている。第２吐出室２３ｂは第２吸入室２３ａの外周側に位置している。

第１ハウジング２１と第１シリンダブロック１５とは、両者間に第１弁ユニット３３を有して互いに締結されている。第２ハウジング２３と第２シリンダブロック１７とは、両者間に第２弁ユニット３５を有して互いに締結されている。図２及び図４に示すように、第１弁ユニット３３、第１シリンダブロック１５、ガスケット１９、第２シリンダブロック１７及び第２弁ユニット３５には、前後に延びる５本の前後通路２７、吸入通路２９及び吐出通路３１が形成されている。吸入室２１ａ及び吸入室２３ａは、吸入通路２９によって互いに連通されているとともに、前後通路２７によって斜板室２５（図１参照）に連通されている。第１シリンダブロック１５には、吸入通路２９を外部に開く図示しない吸入口が形成されている。図１に示すように、第１吐出室２１ｂ及び第２吐出室２３ｂは、吐出通路３１によって互いに接続されている。第１シリンダブロック１５には、吐出通路３１を外部に開く吐出口３１ａが形成されている。

図１及び図２に示すように、第１シリンダブロック１５には、斜板室２５と連通する５個の第１シリンダボア３７Ｆａ〜３７Ｆｅが形成されている。第１シリンダボア３７Ｆａ〜３７Ｆｅは、図２に示すように、駆動軸３の駆動軸心Ｏ周りで等角度間隔隔てられている。図１及び図４に示すように、第２シリンダブロック１７には、斜板室２５と連通する５個の第２シリンダボア３７Ｒａ〜３７Ｒｅが形成されている。第２シリンダボア３７Ｒａ〜３７Ｒｅは、図４に示すように、駆動軸３の駆動軸心Ｏ周りで等角度間隔隔てられている。図１に示すように、第１シリンダボア３７Ｆａと第２シリンダボア３７Ｒａとは同軸かつ同一の略円柱状の空間である。第１シリンダボア３７Ｆｂと第２シリンダボア３７Ｒｂ、第１シリンダボア３７Ｆｃと第２シリンダボア３７Ｒｃ、第１シリンダボア３７Ｆｄと第２シリンダボア３７Ｒｄ、第１シリンダボア３７Ｆｅと第２シリンダボア３７Ｒｅも同様である。第１シリンダボア３７Ｆａ〜３７Ｆｅ及び第２シリンダボア３７Ｒａ〜３７Ｒｅの各中心軸は駆動軸心Ｏから等距離隔てられている。第１シリンダボア３７Ｆａ〜３７Ｆｅが一方側シリンダボアに相当し、第２シリンダボア３７Ｒａ〜３７Ｒｅが他方側シリンダボアに相当する。

第１ハウジング２１、第１弁ユニット３３、第１シリンダブロック１５、第２シリンダブロック１７、第２弁ユニット３５及び第２ハウジング２３には、第１吸入室２１ａ及び第２吸入室２３ａよりも内側で駆動軸心Ｏ方向に延びる軸孔３９が形成されている。

図２に示すように、第１シリンダブロック１５には、第１シリンダボア３７Ｆａ〜３７Ｆｅから駆動軸心Ｏに向かって延び、軸孔３９と連通するフロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅが形成されている。図４に示すように、第２シリンダブロック１７には、第２シリンダボア３７Ｒａ〜３７Ｒｅから駆動軸心Ｏに向かって延び、軸孔３９と連通するリヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅが形成されている。また、図１に示すように、第２ハウジング２３には、軸孔３９と連通する制御圧室２３ｃが形成されている。

駆動軸３は軸孔３９内に回転可能に延在しており、ハウジング１に支承されている。駆動軸３は、外周面に図示しない摺動層を有し、第１シリンダブロック１５及び第２シリンダブロック１７に直接支持されている。第１ハウジング２１と駆動軸３との間には軸封装置４３が配置されている。軸封装置４３はハウジング１の内部と外部とを封止している。

駆動軸３内には、駆動軸３の後端に開いて制御圧室２３ｃと連通し、後端から前方に延びる軸内通路４５ａが形成されている。また、駆動軸３には、駆動軸３の前方で駆動軸３の径方向に延びて駆動軸３の外周面に開く第１横孔４５Ｆと、駆動軸３の後方で駆動軸３の径方向に延びて駆動軸３の外周面に開く第２横孔４５Ｒとが形成されている。軸内通路４５ａは第１横孔４５Ｆと第２横孔４５Ｒとに連通している。第１横孔４５Ｆと第２横孔４５Ｒとは、図３及び図５に示すように、駆動軸心Ｏ周りで１８０°ずれている。第１横孔４５Ｆは、図２に示すように、駆動軸３の回転に伴い、フロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅと間欠的に連通可能な位置に形成されている。第２横孔４５Ｒは、図４に示すように、リヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅと間欠的に連通可能な位置に形成されている。駆動軸３が本発明の回転体であり、軸内通路４５ａ、第１横孔４５Ｆ及び第２横孔４５Ｒが第２連通路である。第１横孔４５Ｆが一方側第２連通路に相当し、第２横孔４５Ｒが他方側第２連通路に相当する。

図１に示すように、固定斜板５は駆動軸３に圧入されて固定されている。第１シリンダブロック１５と固定斜板５との間には第１スラスト軸受４７が設けられ、第２シリンダブロック１７と固定斜板５との間には第２スラスト軸受４９が設けられている。固定斜板５の前端面は駆動軸心Ｏと直交する平坦面５ａとされ、第１シリンダブロック１５の後端面も駆動軸心Ｏと直交する平坦面１５ａとされている。一方、固定斜板５の後端面には環状の突条５ｂが形成され、第２シリンダブロック１７の前端面には環状の突条１７ａが形成されている。突条１７ａは突条５ｂより小径である。第２スラスト軸受４９は、突条５ｂ及び突条１７ａによって前後方向に弾性変形可能に支持されている。固定斜板５は、これら第１スラスト軸受４７及び第２スラスト軸受４９によって、斜板室２５内で駆動軸３によって回転可能となっている。固定斜板５は駆動軸心Ｏ方向と直交する平面に対してなす傾斜角度が一定である。

第１シリンダボア３７Ｆａ〜３７Ｆｅ及び第２シリンダボア３７Ｒａ〜３７Ｒｅ内に両頭のピストン７が設けられている。ピストン７は、第１シリンダボア３７Ｆａ〜３７Ｆｅ内に第１圧縮室５１Ｆを形成する第１ヘッド７Ｆと、第２シリンダボア３７Ｒａ〜３７Ｒｅ内に第２圧縮室５１Ｒを形成する第２ヘッド７Ｒとを有している。第１ヘッド７Ｆが一方側ヘッドに相当し、第２ヘッド７Ｒが他方側ヘッドに相当する。ピストン７は第１ヘッド７Ｆと第２ヘッド７Ｒとの間に凹部７ｃを有し、ピストン７の凹部７ｃの前後面と固定斜板５との間には前後で対をなすそれぞれ半球状のシュー５３が設けられている。ピストン７は、シュー５３によって固定斜板５に連結されている。

第１弁ユニット３３は、第１リテーナ３３ａ、第１吐出リード弁３３ｂ、第１弁板３３ｃ及び第１吸入リード弁３３ｄがこの順で積層されたものである。第１リテーナ３３ａが第１ハウジング２１側に位置する。第１リテーナ３３ａ、第１吐出リード弁３３ｂ及び第１弁板３３ｃには、第１吸入リード弁３３ｄが開けば、第１吸入室２１ａと第１圧縮室５１Ｆとを連通させる第１吸入ポート３３ｅが形成されている。また、第１弁板３３ｃ及び第１吸入リード弁３３ｄには、第１吐出リード弁３３ｂが開けば、第１吐出室２１ｂと第１圧縮室５１Ｆとを連通させる第１吐出ポート３３ｆが形成されている。第１弁ユニット３３及び第１吸入ポート３３ｅが第１吸入弁９Ｆを構成し、第１弁ユニット３３及び第１吐出ポート３３ｆが第１吐出弁１１Ｆを構成している。

第２弁ユニット３５は、第２リテーナ３５ａ、第２吐出リード弁３５ｂ、第２弁板３５ｃ及び第２吸入リード弁３５ｄがこの順で積層されたものである。第２リテーナ３５ａが第２ハウジング２３側に位置する。第２リテーナ３５ａ、第２吐出リード弁３５ｂ及び第２弁板３５ｃには、第２吸入リード弁３５ｄが開けば、第２吸入室２３ａと第２圧縮室５１Ｒとを連通させる第２吸入ポート３５ｅが形成されている。また、第２弁板３５ｃ及び第２吸入リード弁３５ｄには、第２吐出リード弁３５ｂが開けば、第２吐出室２３ｂと第２圧縮室５１Ｒとを連通させる第２吐出ポート３５ｆが形成されている。第２弁ユニット３５及び第２吸入ポート３５ｅが第２吸入弁９Ｒを構成し、第２弁ユニット３５及び第２吐出ポート３５ｆが第２吐出弁１１Ｒを構成している。

第２ハウジング２３には制御弁１３が設けられている。また、第２ハウジング２３には低圧通路１３ａ、高圧通路１３ｂ及び制御通路１３ｃが形成されている。低圧通路１３ａは吸入室２３ａと制御弁１３とを接続している。高圧通路１３ｂは吐出室２３ｂと制御弁１３とを接続している。制御通路１３ｃは制御圧室２３ｃと制御弁１３とを接続している。制御弁１３は、低圧通路１３ａによって吸入室２３ａ内の冷媒の吸入圧力Ｐｓを感知し、吐出室２３ｂ内の吐出圧力Ｐｄの冷媒の流量を絞ることにより制御圧力Ｐｃの冷媒とし、制御圧室２３ｃに導入する。

この圧縮機では、図２及び図３に示すように、第１横孔４５Ｆの駆動軸心Ｏ周りの位置が固定斜板５の上死点位置との関係で以下のように設定されている。

すなわち、駆動軸３の回転によって第１ヘッド７Ｆが上死点に位置し、例えば、第１シリンダボア３７Ｆａの第１圧縮室５１Ｆが吐出行程を終える場合、第１横孔４５Ｆは、第１シリンダボア３７Ｆａに連通するフロント側第１連通路４１Ｆａと、第２シリンダボア３７Ｆｂに連通するフロント側第１連通路４１Ｆｂとに連通している。そして、図６に示すように、駆動軸３がθ１角度回転し、ピストン７の第１ヘッド７Ｆが上死点から下死点まで一定位置だけ移動する間は、図２に示すように、第１横孔４５Ｆはフロント側第１連通路４１Ｆａ又はフロント側第１連通路４１Ｆｂと連通する。そして、駆動軸３がθ１角度を過ぎて回転し、第１ヘッド７Ｆが一定位置を超えて移動すると、第１横孔４５Ｆはフロント側第１連通路４１Ｆｂと非連通となる。このため、図６に示すように、第１吸入リード弁３３ｄが開く。

また、図４及び図５に示すように、第２横孔４５Ｒの駆動軸心Ｏ周りの位置は固定斜板５の上死点位置との関係で以下のように設定されている。

すなわち、駆動軸３の回転によって第２ヘッド７Ｒが上死点に位置し、例えば、第２シリンダボア３７Ｒｄの第２圧縮室５１Ｒが吐出行程を終える場合、第２横孔４５Ｒは、第２シリンダボア３７Ｒｄに連通するリヤ側第１連通路４１Ｒｄに連通している。そして、図６に示すように、駆動軸３がθ１角度回転し、ピストン７の第２ヘッド７Ｒが上死点から下死点まで一定位置だけ移動する間は、第２横孔４５Ｒはリヤ側第１連通路４１Ｒｄと連通している。そして、駆動軸３がθ１角度を過ぎて回転し、第２ヘッド７Ｒが一定位置を超えて移動すると、第２横孔４５Ｒはリヤ側第１連通路４１Ｒｄと非連通となる。このため、図６に示すように、第２吸入リード弁３５ｄが開く。

この圧縮機は車両の空調装置に用いられる。駆動軸３がエンジンやモータによって駆動されれば、固定斜板５が斜板室２５内で駆動軸３によって回転する。このため、ピストン７の第１ヘッド７Ｆ及び第２ヘッド７Ｒがそれぞれ下死点から上死点まで移動するとともに、上死点から下死点まで移動する。

このため、図１に示すように、第１圧縮室５１Ｆの容積が拡大し、第１圧縮室５１Ｆ内の圧力が第１吸入室２１ａより低くなれば、第１吸入リード弁３３ｄが開いて第１吸入室２１ａと第１圧縮室５１Ｆとが連通し、第１吸入室２１ａから吸入圧力Ｐｓの冷媒が第１圧縮室５１Ｆに吸入される。そして、第１圧縮室５１Ｆの容積が縮小し、第１圧縮室５１Ｆ内の圧力が第１吐出室２１ｂより高くなれば、第１吐出リード弁３３ｂが開いて第１吐出室２１ｂと第１圧縮室５１Ｆとが連通し、第１圧縮室５１Ｆから吐出圧力Ｐｄの冷媒が第１吐出室２１ｂに吐出される。

また、第２圧縮室５１Ｒの容積が拡大し、第２圧縮室５１Ｒ内の圧力が第２吸入室２３ａより低くなれば、第２吸入リード弁３５ｄが開いて第２吸入室２３ａと第２圧縮室５１Ｒとが連通し、第２吸入室２３ａから吸入圧力Ｐｓの冷媒が第２圧縮室５１Ｒに吸入される。そして、第２圧縮室５１Ｒの容積が縮小し、第２圧縮室５１Ｒ内の圧力が第２吐出室２３ｂより高くなれば、第２吐出リード弁３５ｂが開いて第２吐出室２３ｂと第２圧縮室５１Ｒとが連通し、第２圧縮室５１Ｒから吐出圧力Ｐｄの冷媒が第２吐出室２３ｂに吐出される。

第１吸入室２１ａ及び第２吸入室２３ａには吸入通路２９の吸入口から蒸発器を経た冷媒が供給される。また、第１吐出室２１ｂ及び第２吐出室２３ｂ内の冷媒は吐出通路３１の吐出口３１ａを経て凝縮器に向かって吐出される。

この間、この圧縮機では、制御弁１３が第２吐出室２３ｂ内の吐出圧力Ｐｄを用いて制御圧室２３ｃ内の制御圧力Ｐｃを制御する。そして、図６に示すように、駆動軸３の回転に伴い、第１横孔４５Ｆが間欠的にフロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅと連通する。このため、吐出行程後の冷媒の一部が駆動軸３の軸内通路４５ａ及び第１横孔４５Ｆを経て間欠的にフロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅに供給される。フロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅに供給された冷媒は、第１吐出室２１ｂから外部に吐出されることなく、吸入行程初期の第１圧縮室５１Ｆに還流されることとなる。この場合、図６に示すように、第１圧縮室５１Ｆ内の圧力は、一般的な吸入弁のみを用いた圧縮機が示す破線で示す圧力よりも、上死点近くで高くなる。

第１圧縮室５１Ｆに還流された冷媒は第１圧縮室５１Ｆ内で再膨張する。このため、第１圧縮室５１Ｆ内の圧力が第１吸入室２１ａ内の吸入圧力Ｐｓよりも低くならないと、第１吸入弁９Ｆの第１吸入リード弁３３ｄは開かず、第１吸入室２１ａから冷媒は第１圧縮室５１Ｆに吸入されない。このため、第１圧縮室５１Ｆに吸入される冷媒の流量が減少する。そのため、第１圧縮室５１Ｆから第１吐出室２１ｂに吐出される冷媒の流量が減少する。

また、この圧縮機では、第２横孔４５Ｒが間欠的にリヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅと連通する。このため、吐出行程後の冷媒の一部が駆動軸３の軸内通路４５ａ及び第２横孔４５Ｒを経て間欠的にリヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅに供給される。リヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅに供給された冷媒は、第２吐出室２３ｂから外部に吐出されることなく、吸入行程初期の第２圧縮室５１Ｒに還流されることとなる。この場合も、図６に示すように、第２圧縮室５１Ｒ内の圧力は、一般的な吸入弁のみを用いた圧縮機が示す破線で示す圧力よりも、上死点近くで高くなる。

第２圧縮室５１Ｒに還流された冷媒は第２圧縮室５１Ｒ内で再膨張する。このため、第２圧縮室５１Ｒ内の圧力が第２吸入室２３ａ内の吸入圧力Ｐｓよりも低くならないと、第２吸入弁９Ｒの第２吸入リード弁３５ｄは開かず、第２吸入室２３ａから冷媒は第２圧縮室５１Ｒに吸入されない。このため、第２圧縮室５１Ｒに吸入される冷媒の流量も減少する。そのため、第２圧縮室５１Ｒから第２吐出室２３ｂに吐出される冷媒の流量も減少する。

吐出行程後の冷媒の一部を駆動軸３の軸内通路４５ａ、第１横孔４５Ｆ及び第２横孔４５Ｒを経てフロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅ及びリヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅに供給しない場合には、第１圧縮室５１Ｆから第１吐出室２１ｂに吐出される冷媒の流量及び第２圧縮室５１Ｒから第２吐出室２３ｂに吐出される冷媒の流量は減少しない。

一方、第１横孔４５Ｆがフロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅと非連通となり、第１圧縮室５１Ｆ内の圧力が第１吸入室２１ａ内の吸入圧力Ｐｓよりも低くなれば、第１吸入弁９Ｆの第１吸入リード弁３３ｄが開き、第１吸入室２１ａ内の冷媒が第１圧縮室５１Ｆ内に吸入される。このため、吸入行程時における第１圧縮室５１Ｆ内の圧力が過度に低くなることはない。

また、第２横孔４５Ｒがリヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅと非連通となり、第２圧縮室５１Ｒ内の圧力が第２吸入室２３ａ内の吸入圧力Ｐｓよりも低くなれば、第２吸入弁９Ｒの第２吸入リード弁３５ｄが開き、第２吸入室２３ａ内の冷媒が第２圧縮室５１Ｒ内に吸入される。このため、吸入行程時における第２圧縮室５１Ｒ内の圧力が過度に低くなることはない。

このため、この圧縮機では、第１、２圧縮室５１Ｆ、５１Ｒから第１、２吐出室２１ｂ、２３ｂへ吐出する冷媒の流量を減少させている低流量状態と、そうでない状態とで圧縮比が高くなることはない。このため、低流量状態であっても、摩擦による動力損失、振動及びトルク変動が大きくならない。

特に、この圧縮機では、第１ヘッド７Ｆが上死点に位置しているときから、第１ヘッド７Ｆが下死点まで移動するまでの間に、第１横孔４５Ｆがフロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅと連通する。また、第２ヘッド７Ｒが上死点に位置しているときから、第２ヘッド７Ｆが下死点まで移動するまでの間に、第２横孔４５Ｒがリヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅと連通する。このため、第１、２圧縮室５１Ｆ、５１Ｒに還流された高圧の冷媒が吸入行程にある第１、２圧縮室５１Ｆ、５１Ｒ内で再膨張してピストン７を押圧する。より詳細には、第１圧縮室５１Ｆや第２圧縮室５１Ｒが吸入行程に移行した瞬間に冷媒が再膨張してピストン７を押圧する。このため、この圧縮機では、動力の低減効果が得られる。

こうして、この圧縮機では、図７に示すように、第１圧縮室５１Ｆや第２圧縮室５１Ｒの体積と圧力との関係がＡ→Ｂ１→Ｂ２→Ｃ→Ｄとなる。この場合、第１、２圧縮室５１Ｆ、５１Ｒから第１、２吐出室２１ｂ、２３ｂに吐出される冷媒の流量が減少していることから、一般的な吸入弁のみを用いた圧縮機が示す関係Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄよりも、斜線の部分だけ仕事量が減少している。

また、この圧縮機では、固定斜板５の傾斜角度が一定であり、インナーバルブも採用していないことから、構造の簡素化を実現できる。

したがって、この圧縮機では、第１、２圧縮室５１Ｆ、５１Ｒから第１、２吐出室２１ｂ、２３ｂへ吐出する冷媒の流量を変更可能であるとともに、構造の簡素化を実現しつつ、低流量状態における動力損失、振動及びトルク変動を低減可能である。

また、この圧縮機は両頭型であるため、第１圧縮室５１Ｆに還流された高圧の冷媒が吸入行程にある第１圧縮室５１Ｆ内で再膨張し、ピストン７を第１ヘッド７Ｆの上死点から第１ヘッド７Ｆの下死点に向かう方向に付勢力が作用する。また、第１圧縮室５１Ｆが吸入行程にある時には、第２圧縮室５１Ｒは圧縮行程となっており、第２圧縮室５１Ｒでは、ピストン７に圧縮反力が作用している。すなわち、付勢力と圧縮反力とが駆動軸心Ｏ方向でこれらの力の一部が打ち消し合うこととなる。このため、シュー５３、固定斜板５又はピストン７が優れた耐久性を発揮する。

さらに、この圧縮機では、回転体が駆動軸３と一体とされているため、部品点数を削減し、製造コストのより一層の低廉化を実現することができる。

（実施例２）
実施例２の圧縮機は、第１横孔５５Ｆ及び第２横孔５５Ｒの駆動軸心Ｏ周りの位置が実施例１と異なる。

すなわち、図８及び図１０に示すように、駆動軸３が回転すると、第１ヘッド７Ｆが上死点を過ぎて下死点まで一定位置まで移動する途中、駆動軸３がθ２角度回転した段階で、第１横孔５５Ｆはフロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅと連通する。そして、各ピストン７の第１ヘッド７Ｆがさらに一定位置まで移動し、駆動軸３がさらにθ３角度回転するまで、第１横孔５５Ｆはフロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅと連通する。そして、駆動軸３がθ３角度を過ぎて回転し、第１ヘッド７Ｆがその一定位置を超えて移動すると、第１横孔５５Ｆはフロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅと非連通となる。このため、第１吸入リード弁３３ｄが開く。

第１横孔５５Ｆと第２横孔５５Ｒとは駆動軸心Ｏ周りで１８０°ずれている。このため、図９及び図１０に示すように、駆動軸３が回転すると、第２ヘッド７Ｒが上死点を過ぎて下死点まで一定位置まで移動する途中、駆動軸３がθ２角度回転した段階で、第２横孔５５Ｒはリヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅと連通する。そして、各ピストン７の第２ヘッド７Ｒがさらに一定位置まで移動し、駆動軸３がさらにθ３角度回転するまで、第２横孔５５Ｒはリヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅと連通する。そして、駆動軸３がθ３角度を過ぎて回転し、第２ヘッド７Ｒがその一定位置を超えて移動すると、第２横孔５５Ｒはリヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅと非連通となる。このため、第２吸入リード弁３５ｄが開く。他の構成は実施例１と同様である。

この圧縮機では、駆動軸３の回転に伴い、第１横孔５５Ｆが間欠的にフロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅと連通する。このため、駆動軸３の軸内通路４５ａ及び第１横孔５５Ｆを経て間欠的にフロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅに供給される。フロント側第１連通路４１Ｆａ〜４１Ｆｅに供給された冷媒は、第１吐出室２１ｂから外部に吐出されることなく、吸入行程初期の第１圧縮室５１Ｆに還流されることとなる。この場合、図１０に示すように、第１圧縮室５１Ｆ内の圧力は、一般的な吸入弁のみを用いた圧縮機が示す破線で示す圧力よりも、上死点近くで高くなる。

第１圧縮室５１Ｆに還流された冷媒は第１圧縮室５１Ｆ内で再膨張する。このため、第１吸入リード弁３３ｄは一旦開いた後で閉じ、再度開くこととなる。このため、第１圧縮室５１Ｆに吸入される冷媒の流量が減少する。

また、駆動軸３の回転に伴い、第２横孔５５Ｒが間欠的にリヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅと連通する。このため、駆動軸３の軸内通路４５ａ及び第２横孔５５Ｒを経て間欠的にリヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅに供給される。リヤ側第１連通路４１Ｒａ〜４１Ｒｅに供給された冷媒は、第２吐出室２３ｂから外部に吐出されることなく、吸入行程初期の第２圧縮室５１Ｒに還流されることとなる。この場合も、図１０に示すように、第２圧縮室５１Ｒ内の圧力は、一般的な吸入弁のみを用いた圧縮機が示す破線で示す圧力よりも、上死点近くで高くなる。

第２圧縮室５１Ｒに還流された冷媒は第２圧縮室５１Ｒ内で再膨張する。このため、第２吸入リード弁３５ｄは一旦開いた後で閉じ、再度開くこととなる。このため、第２圧縮室５１Ｒに吸入される冷媒の流量が減少する。

こうして、この圧縮機では、図１１に示すように、第１圧縮室５１Ｆや第２圧縮室５１Ｒの体積と圧力との関係がＡ→Ｂ→Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｃ→Ｄとなる。この場合、第１、２圧縮室５１Ｆ、５１Ｒから第１、２吐出室２１ｂ、２３ｂに吐出される冷媒の流量が減少していることから、一般的な吸入弁のみを用いた圧縮機が示す関係Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄよりも、斜線の部分だけ仕事量が減少している。他の作用効果は実施例１と同様である。

以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

例えば、上記実施例１、２では、両頭型圧縮機に本発明を具体化したが、本発明は片頭型圧縮機に具体化されることも可能である。本発明が片頭型圧縮機であれば、構造がより簡素化され、製造コストのより一層の低廉化を実現することができる。本発明は、ワッブル式圧縮機に適用されることも可能である。

また、上記実施例１、２では、駆動軸３が回転体とされているが、回転体を駆動軸３と別体としてもよい。

制御圧室は、第２ハウジングではなく、駆動軸の後端と第２弁ユニットとの間に設けられていてもよい。また、制御圧室は、第２ハウジングに位置しつつ、駆動軸の後端と第２弁ユニットとの間に位置するように設けられていてもよい。さらに、制御圧室はハウジングに形成されている必要は無い。制御通路と駆動軸内の軸内通路とは直接連通されていてもよい。

制御弁は、吐出室内の冷媒を圧縮室に戻す流量を制御するものであれば、どのようなものでもよく、実施例１、２のような制御弁１３だけではなく、吐出室と制御圧室との間の開度を調整するスプールでもよい。また、実施例１、２のような制御弁１３と、吐出室と制御圧室との間の開度を調整するスプールとを組み合わせて制御弁とすることも可能である。

本発明は車両の空調装置に利用可能である。

３７Ｆａ〜３７Ｆｅ、３７Ｒａ〜３７Ｒｅ…シリンダボア（３７Ｆａ〜３７Ｆｅ…一方側シリンダボア（第１シリンダボア）、３７Ｒａ〜３７Ｒｅ…他方側シリンダボア（第２シリンダボア））
２１ａ、２３ａ…吸入室（２１ａ…第１吸入室、２３ａ…第２吸入室）
２１ｂ、２３ｂ…吐出室（２１ｂ…第１吐出室、２３ｂ…第２吐出室）
２５…斜板室
３９…軸孔
１…ハウジング（２１…第１ハウジング、２３…第２ハウジング、１５…第１シリンダブロック、１７…第２シリンダブロック）
３…駆動軸、回転体
５…固定斜板
５１Ｆ、５１Ｒ…圧縮室（５１Ｆ…第１圧縮室、５１Ｒ…第２圧縮室）
７…ピストン（７Ｆ…一方側ヘッド（第１ヘッド）、７Ｒ…他方側ヘッド（第２ヘッド））
１１Ｆ、１１Ｒ…吐出弁（１１Ｆ…第１吐出弁、１１Ｒ…第２吐出弁）
４１Ｆａ〜４１Ｆｅ、４１Ｒａ〜４１Ｒｅ…第１連通路（４１Ｆａ〜４１Ｆｅ…一方側第１連通路（フロント側第１連通路）、４１Ｒａ〜４１Ｒｅ…他方側第１連通路（リヤ側第１連通路））
４５ａ、４５Ｆ、４５Ｒ、５５Ｆ、５５Ｒ…第２連通路（４５ａ…軸内通路、４５Ｆ、５５Ｆ…一方側第２連通路（第１横孔）、４５Ｒ、５５Ｒ…他方側第２連通路（第２横孔））
９Ｆ、９Ｒ…吸入弁（９Ｆ…第１吸入弁、９Ｒ…第２吸入弁）
１３…制御弁
Ｏ…駆動軸心
５３…シュー

Claims (5)

1. 複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックを有し、吸入室と、吐出室と、斜板室と、軸孔とが形成されたハウジングと、
   前記軸孔内で回転可能に支承された駆動軸と、
   前記駆動軸の回転によって前記斜板室内で回転可能であり、前記駆動軸に垂直な平面に対する傾斜角度が一定である固定斜板と、
   前記シリンダボア内に圧縮室を形成し、前記固定斜板に連結されるピストンと、
   前記圧縮室内の冷媒を前記吐出室に吐出させる吐出弁とを備えたピストン式圧縮機であって、
   前記シリンダブロックに設けられ、前記シリンダボアに連通する第１連通路と、
   前記駆動軸と一体又は別体であるとともに、前記駆動軸と一体回転可能であり、前記駆動軸の回転に伴い間欠的に前記第１連通路と連通する第２連通路が形成された回転体と、
   前記吸入室内の冷媒を前記圧縮室内に吸入させる吸入弁と、
   前記吐出室内の冷媒を前記圧縮室に戻す流量を制御する制御弁とを備え、
   前記制御弁で制御された冷媒が前記第１連通路及び前記第２連通路を介して前記圧縮室に導入され、前記吸入室から前記圧縮室に吸入される冷媒の流量を変化させることを特徴とするピストン式圧縮機。
2. 前記第２連通路は、前記ピストンが前記ピストンの上死点から前記ピストンの下死点まで移動する間に、前記第１連通路と連通する請求項１記載のピストン式圧縮機。
3. 前記第２連通路は、前記ピストンが前記上死点に位置しているとき、前記第１連通路と連通している請求項２記載のピストン式圧縮機。
4. 前記シリンダボアは、前記駆動軸の駆動軸心方向の一方側に配置された一方側シリンダボアと、前記駆動軸心方向の他方側に配置された他方側シリンダボアとからなり、
   前記第１連通路は、前記一方側シリンダボアと連通する一方側第１連通路と、前記他方側シリンダボアと連通する他方側第１連通路とからなり、
   前記ピストンは、前記一方側シリンダボア内に一方側圧縮室を形成する一方側ヘッドと、前記他方側シリンダボア内に他方側圧縮室を形成する他方側ヘッドとを有し、
   前記第２連通路は、前記一方側第１連通路と連通する一方側第２連通路と、前記他方側第１連通路と連通する他方側第２連通路とを有し、
   前記一方側第２連通路は、前記一方側ヘッドが上死点から下死点まで移動する間に、前記一方側第１連通路と連通し、
   前記他方側第２連通路は、前記他方側ヘッドが上死点から下死点まで移動する間に、前記他方側第１連通路と連通し、
   前記固定斜板と前記ピストンとの間には対をなすシューが設けられている請求項１記載のピストン式圧縮機。
5. 前記回転体が前記駆動軸と一体とされている請求項１乃至４のいずれか１項記載のピストン式圧縮機。

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