(57)【要約】【課題】冷媒の再膨張による動力損失が小さく、ＣＯＰをより向上させることのできるピストン式圧縮機を提供する。【解決手段】シリンダブロック１、３には、軸孔１ａ、３ａから放射方向に延び、各圧縮室１９ａ、１９ｂに連通可能な吸入通路２１、２３が形成されている。一部が回転弁を構成する駆動軸１３には、吸入室１ａと吸入行程にある各圧縮室１９ａ、１９ｂとを各吸入通路２１、２３を介して順次連通する吸入案内路１３ａ、１３ｂ、１３ｃが形成されている。弁ユニット５、９には各ピストン１７の頭部が入り込む凹部５１ａ、９１ａが形成されている。シリンダブロック１、３には、各吸入通路２１、２３を各凹部５１ａ、９１ａに連通させる切欠き２１ａ、２３ｃが形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸孔回りに複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、該シリンダブロックに弁ユニットを介して接合され、該弁ユニットの吐出弁機構を介して各該シリンダボアが連通する吐出室が形成されたハウジングと、該軸孔に回転可能に支承された駆動軸と、該駆動軸と同期回転する斜板と、各該シリンダボア内に往復動可能に収納され、該斜板に従動して各該シリンダボア内に圧縮室を区画するピストンとを備え、
前記シリンダブロックには、前記軸孔から放射方向に延び、各前記圧縮室に連通可能な吸入通路が形成され、
前記駆動軸には、吸入室と吸入行程にある各該圧縮室とを各該吸入通路を介して順次連通する吸入案内路をもつ回転弁が設けられ、
前記弁ユニットには各前記ピストンの頭部が入り込む凹部が形成され、前記シリンダブロックには、各該吸入通路を各該凹部に連通させる切欠きが形成されていることを特徴とするピストン式圧縮機。
【請求項２】
前記弁ユニットには、各前記吸入通路を各該凹部に連通させる切欠きが形成されている請求項１記載のピストン式圧縮機。
【請求項３】
前記弁ユニットは弁板及び吐出弁板を少なくとも含み、該弁板に前記凹部が形成されている請求項１又は２記載のピストン式圧縮機。
【請求項４】
前記吸入通路は、前記駆動軸の軸心に沿って流れる冷媒の流れに対し、鈍角に形成された第１吸入通路と、該第１吸入通路の先端に繋がり、前記切欠きに連通する第２吸入通路とを有している請求項１乃至３のいずれか１項記載のピストン式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピストン式圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、軸孔回りに複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックを備えている。シリンダブロックの前端にはフロントハウジングが接合され、フロントハウジングとシリンダブロックとによりクランク室が形成されている。また、シリンダブロックの後端には弁ユニットを介してリヤハウジングが接合されている。リヤハウジングには、中央に吸入室、外周側に吐出室が形成されている。弁ユニットは弁板、吐出弁板及びリテーナからなる。弁板には、各シリンダボアと吐出室とを連通する吐出ポートが形成されている。吐出弁板には、各吐出ポートを開閉するリード弁が形成されている。リテーナには、各リード弁のリフト長を規制する規制面が形成されている。これら吐出ポート、リード弁及び規制面が吐出弁機構を構成している。
【０００３】
また、フロントハウジングの軸孔とシリンダブロックの軸孔とには駆動軸が回転可能に支承されており、クランク室内ではこの駆動軸と同期回転する斜板が設けられている。また、各シリンダボア内にはピストンが往復動可能に収納されており、各ピストンは斜板に従動するようになっている。そして、各ピストンは、各シリンダボア内において、弁ユニットとの間で圧縮室を区画する。
【０００４】
さらに、シリンダブロックには、軸孔から放射方向に延び、各圧縮室に連通可能な吸入通路が形成されている。また、駆動軸の後端には回転弁が一体的に設けられており、回転弁はシリンダブロックの軸孔内で駆動軸と一体に回転するようになっている。回転弁には、リヤハウジングの吸入室と吸入行程にある各圧縮室とを各吸入通路を介して順次連通する吸入案内路が形成されている。吸入案内路は、吸入室と連通し、回転弁に軸方向で形成された導入孔と、導入孔と連通し、回転軸の径方向に貫設された吸入案内孔とからなる。
【０００５】
特許文献１の図１に開示されている各吸入通路は、吸入室がリヤハウジングに形成されていることから、駆動軸の軸心に沿って流れる冷媒の流れに対し、鈍角に形成されている。
【０００６】
この圧縮機では、特許文献１の図１に開示されている各吸入通路を有する場合、リヤハウジングの吸入室から駆動軸の軸心に沿って前方に流れる冷媒は、駆動軸の軸心に沿って流れる冷媒の流れに対して鈍角に形成された各吸入通路を経て各圧縮室に至ることから、吸入抵抗による圧力損失が比較的小さく、ＣＯＰ（Coefficient Of Performance）が向上する。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１２９３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、この種の圧縮機では、本願の図７に示すように、圧縮行程から吐出行程までの間、各圧縮室９１が吸入通路９２と連通しておれば、吸入通路９２内にも高圧の冷媒が存在する。そして、各ピストン９３が上死点又はこの近くに位置し、各ピストン９３が各吸入通路９２を閉鎖すれば、各圧縮室９１は吸入通路９２と連通しなくなる。なお、圧縮行程から吐出行程までの間、各吸入通路９２は回転弁９４の導入孔９４ａ及び吸入案内孔９４ｂとは連通しない。導入孔９４ａ及び吸入案内孔９４ｂが吸入室９５と圧縮室９１とを連通させる吸入案内路である。
【０００９】
ピストン９３が上死点に位置するとき、各ピストン９３と弁ユニット９６との衝突を回避するため、ピストン９３と弁ユニット９６との間には不可避のデッドスペースが存在する。そして、吐出行程中であれば、圧縮室９１内の高圧の冷媒は吐出ポート９７ａ、リード弁９７ｂ及び規制面９７ｃからなる吐出弁機構を経て吐出室９８に吐出される。次いで、吸入行程になれば、吐出弁機構が圧縮室９１と吐出室９８とを遮蔽する。
【００１０】
このため、この圧縮機では、圧縮室９１が未だ吸入通路９２と連通していない吸入行程の初期において、圧縮室９１内、より詳細にはデッドスペース内に残留する冷媒が圧縮室９１内で再膨張する。そして、吸入行程が進行し、圧縮室９１が吸入通路９２と連通すれば、吸入通路９２内に残留していた高圧の冷媒も圧縮室９１に対して再膨張する。これらのため、この圧縮機は、動力損失を生じ、ＣＯＰの向上に制限を生じている。上記従来の圧縮機のうち、特許文献１の図１に開示されている各吸入通路を有するものは、各吸入通路が冷媒の流れに対して鈍角に傾斜していることから、デッドスペースが大きく、この傾向が大きい。
【００１１】
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、冷媒の再膨張による動力損失が小さく、ＣＯＰをより向上させることのできる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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のピストン式圧縮機は、軸孔回りに複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロックと、該シリンダブロックに弁ユニットを介して接合され、該弁ユニットの吐出弁機構を介して各該シリンダボアが連通する吐出室が形成されたハウジングと、該軸孔に回転可能に支承された駆動軸と、該駆動軸と同期回転する斜板と、各該シリンダボア内に往復動可能に収納され、該斜板に従動して各該シリンダボア内に圧縮室を区画するピストンとを備え、
前記シリンダブロックには、前記軸孔から放射方向に延び、各前記圧縮室に連通可能な吸入通路が形成され、
前記駆動軸には、吸入室と吸入行程にある各該圧縮室とを各該吸入通路を介して順次連通する吸入案内路をもつ回転弁が設けられ、
前記弁ユニットには各前記ピストンの頭部が入り込む凹部が形成され、前記シリンダブロックには、各該吸入通路を各該凹部に連通させる切欠きが形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の圧縮機は、弁ユニットに各ピストンの頭部が入り込む凹部が形成されていることから、弁ユニットに各ピストンの頭部が入り込む凹部が形成されていない場合と比較して、デッドスペースが小さくなる。そして、この圧縮機は、各吸入通路を各凹部に連通させる切欠きがシリンダブロックに形成されていることから、各吸入通路は常に凹部と連通していることとなる。圧縮室が吸入通路と連通していない状態が存在する場合、吸入行程の初期において、ピストンと弁ユニットとの間に残留する圧縮残留ガスが再膨張する。また、吸入行程が進行し、圧縮室と吸入通路とが連通すると、吸入通路に残留する圧縮残留ガスが圧縮室内に入り、圧縮残留ガスが再度、再膨張（２度目の再膨張）することによって圧縮室内の圧力が増加し、圧力損失が生じる。しかし、本発明の圧縮機では、各吸入通路が常に凹部と連通しているため、２度目の再膨張が発生せず、２度目の再膨張が発生する場合と比較して、ＣＯＰが向上する。
【００１４】
したがって、本発明の圧縮機は、冷媒の再膨張による動力損失が小さく、ＣＯＰをより向上させることが可能である。
【００１５】
本発明の圧縮機は、両頭ピストンを用いたものでもよく、片頭ピストンを用いたものでもよい。また、本発明の圧縮機は、容量固定型のものでもよく、容量可変型のものでもよい。
【００１６】
弁ユニットには、各吸入通路を各凹部に連通させる切欠きが形成されていることが好ましい（請求項２）。この場合、各吸入通路が凹部と滑らかに連通し、吸入抵抗による圧力損失がより小さくなり、ＣＯＰの向上がより顕著になる。
【００１７】
弁ユニットは弁板及び吐出弁板を少なくとも含み得る。弁板に凹部が形成されていることが好ましい（請求項３）。この場合、凹部を深く確保でき、デッドスペースをより小さくすることができる。また、このために圧縮機の軸長も短くすることが可能であり、車両等への搭載性が向上する。なお、弁板のシリンダブロック側には一体又は一体的にガスケットを形成することが好ましい。
【００１８】
吸入通路は、駆動軸の軸心に沿って流れる冷媒の流れに対し、鈍角に形成された第１吸入通路と、第１吸入通路の先端に繋がり、切欠きに連通する第２吸入通路とを有していることが好ましい（請求項４）。この場合、吸入室内の冷媒は、駆動軸の軸心に沿って流れる冷媒の流れに対して鈍角に形成された各第１吸入通路を経た後、各第２吸入通路及び切欠きを経て各圧縮室に至ることから、吸入抵抗による圧力損失が比較的小さく、ＣＯＰが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の圧縮機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】
【００２０】
実施例１の圧縮機は固定容量型斜板式圧縮機である。この圧縮機では、図１に示すように、互いに接合された一対のシリンダブロック１、３の前端に弁ユニット５を介してフロントハウジング７が接合されている。フロントハウジング７内の外周側には、吐出室７ａが形成されている。また、シリンダブロック１、３の後端には弁ユニット９を介してリヤハウジング１１が接合されている。リヤハウジング１１内には、吸入室１１ａ及び吐出室１１ｂが形成されている。吸入室１１ａはリヤハウジング１１の中心側に形成され、吐出室１１ｂはリヤハウジング１１の外周側に形成されている。これらの接合は通しボルト２によって行っている。吐出室７ａ、１１ｂは図示しない単一の吐出室に連通している。なお、図１における下側を前側、上側を後側としている。
【００２１】
シリンダブロック１、３及びフロントハウジング７には軸孔１ａ、３ａ、７ｂが形成されており、軸孔１ａ、３ａ、７ｂに駆動軸１３が回転可能に支承されている。駆動軸１３とフロントハウジング７との間にはシール部材１５が設けられている。また、シリンダブロック１、３には、軸孔１ａ、３ａ回りに複数のシリンダボア１ｂ、３ｂが前後に貫設され、前後で対をなす各シリンダボア１ｂ、３ｂ内には両頭型のピストン１７が往復動可能に収容されている。各シリンダボア１ｂ、３ｂとピストン１７とにより、前後の圧縮室１９ａ、１９ｂがピストン１７の両頭部側に区画されている。
【００２２】
駆動軸１３には、吸入室１１ａと連通する導入孔１３ａが軸方向に形成されているとともに、導入孔１３ａの前後において吸入案内孔１３ｂ、１３ｃが各々径方向に貫設されている。駆動軸１３のうち、軸孔１ａ、３ａ内に位置する部分が回転弁を構成している。駆動軸１３の導入孔１３ａ及び吸入案内孔１３ｂ、１３ｃが吸入案内路を構成している。
【００２３】
また、シリンダブロック１には、軸孔１ａから放射方向に延び、各圧縮室１９ａに連通可能な吸入通路２１が形成されている。また、シリンダブロック３には、軸孔３ａから放射方向に延び、各圧縮室１９ｂに連通可能な吸入通路２３が形成されている。
【００２４】
また、シリンダブロック１、３間にはクランク室２５が区画形成されている。クランク室２５内において、駆動軸１３に斜板２７が固定されている。斜板２７には前後で対をなす半球状のシュー２９ａ、２９ｂが設けられており、各ピストン１７は両頭部間の首部が各対のシュー２９ａ、２９ｂによって係留されている。斜板２７の両端面と各シリンダブロック１、３の内端面との間には一対のスラスト軸受３１ａ、３１ｂが設けられており、斜板２７はスラスト軸受３１ａ、３１ｂを介して両シリンダブロック１、３の間に挟持されている。
【００２５】
前方の弁ユニット５は、図２に示すように、弁板５１、吐出弁板５２及びリテーナ５３からなる。弁板５１には、各ピストン１７の前方の頭部が入り込む円柱状の凹部５１ａが形成されている。各凹部５１ａはシリンダボア１ｂよりやや大径に形成されている。なお、弁板５１のシリンダブロック１側には、凹部５１ａを除き、ゴム材料をコーティングしてなるガスケットが一体的に形成されている。
【００２６】
また、弁板５１には、図１に示すように、各シリンダボア１ｂと前方の吐出室７ａとを連通する吐出ポート５１ｂが形成されている。吐出弁板５２には、各吐出ポート５１ｂを開閉するリード弁５２ａが形成されている。リテーナ５３には、各リード弁５２ａのリフト長を規制する規制面５３ａが形成されている。これら吐出ポート５１ｂ、リード弁５２ａ及び規制面５３ａが前部吐出弁機構を構成している。
【００２７】
シリンダブロック１に形成された吸入通路２１は、図２に示すように、駆動軸１３の軸心に沿って後方から前方に流れる冷媒の流れに対し、鈍角に形成されている。吸入通路２１と凹部５１ａの縁とは切欠き２１ａによって連通している。
【００２８】
後方の弁ユニット９は、図３に示すように、弁板９１、吐出弁板９２及びリテーナ９３からなる。弁板９１には、各ピストン１７の後方の頭部が入り込む円柱状の凹部９１ａが形成されている。各凹部９１ａもシリンダボア３ｂよりやや大径に形成されている。なお、弁板９１のシリンダブロック３側には、凹部９１ａを除き、ゴム材料をコーティングしてなるガスケットが一体的に形成されている。
【００２９】
また、弁板９１には、各シリンダボア３ｂと後方の吐出室１１ｂとを連通する吐出ポート９１ｂが形成されている。吐出弁板９２には、各吐出ポート９１ｂを開閉するリード弁９２ａが形成されている。リテーナ９３には、各リード弁９２ａのリフト長を規制する規制面９３ａが形成されている。これら吐出ポート９１ｂ、リード弁９２ａ及び規制面９３ａが後部吐出弁機構を構成している。
【００３０】
シリンダブロック３に形成された吸入通路２３は、図４にも示すように、駆動軸１３の軸心に沿って後方から前方に流れる冷媒の流れに対し、鈍角に形成された第１吸入通路２３ａと、第１吸入通路２３ａの先端に繋がり、後方に傾斜した第２吸入通路２３ｂとからなる。第２吸入通路２３ｂと凹部９１ａの縁とは切欠き２３ｃによって連通している。
【００３１】
車両の空調装置に採用される場合、圧縮機の単一の吐出室は図示しない配管によって図示しない凝縮器、膨張弁及び蒸発器に接続される。また、蒸発器は図示しない配管によって図１に示す吸入室１１ａに接続される。そして、駆動軸１３にプーリ又は電磁クラッチが結合される。プーリ又は電磁クラッチはベルトを介してエンジンによって駆動される。
【００３２】
エンジンが駆動されている間、駆動軸１３が回転駆動されれば、斜板２７が駆動軸１３と同期回転し、ピストン１７が斜板２７の傾斜角度に応じたストロークでシリンダボア１ｂ、３ｂ内を往復動する。また、駆動軸１３が回転駆動されることにより、ピストン１７に連動させて、吸入案内孔１３ｂ、１３ｃ及び吸入通路２１、２３を介して導入孔１３ａと圧縮室１９ａ、１９ｂとを連通させたり、遮断したりする。このため、ピストン１７が後方から前方に移動すると、導入孔１３ａと後方の圧縮室１９ｂとが連通し、冷媒が吸入室１１ａ及び導入孔１３ａを経て後方の圧縮室１９ｂ内に吸入される。その際、前方の圧縮室１９ａと導入孔１３ａとが遮断され、冷媒は前方の圧縮室１９ａで圧縮された後、吐出室７ａに吐出される。また、ピストン１７が前方から後方に移動すると、前後の圧縮室１９ａ、１９ｂの動作は上記と逆になる。
【００３３】
吐出室７ａ、１１ｂ内に吐出された冷媒は単一の吐出室を経て配管９により凝縮器に供給され、膨張弁、蒸発器を経て吸入室１１ａに還流される。こうして、空調が行われる。
【００３４】
この間、この圧縮機では、リヤハウジング１１の吸入室１１ａから駆動軸１３の軸心に沿って前方に流れる冷媒は、駆動軸１３の軸心に沿って流れる冷媒の流れに対して鈍角に形成された各吸入通路２１、第１吸入通路２３ａを経て各圧縮室１９ａ、１９ｂに至ることから、吸入抵抗による圧力損失が比較的小さく、ＣＯＰが向上する。
【００３５】
また、この圧縮機は、図２及び図３に示すように、弁ユニット５、９に各ピストン１７の頭部が入り込む凹部５１ａ、９１ａが形成されていることから、凹部が形成されていない場合と比較して、デッドスペースが小さくなる。そして、この圧縮機は、各吸入通路２１、２３を各凹部５１ａ、９１ａに連通させる切欠き２１ａ、２３ｃがシリンダブロック１、３に形成されていることから、各吸入通路２１、２３は常に凹部５１ａ、９１ａと連通していることとなる。圧縮室が吸入通路と連通していない状態が存在する場合、吸入行程の初期において、ピストンと弁ユニットとの間に残留する圧縮残留ガスが再膨張する。また、吸入行程が進行し、圧縮室と吸入通路とが連通すると、吸入通路に残留する圧縮残留ガスが圧縮室内に入り、圧縮残留ガスが再度、再膨張（２度目の再膨張）することによって圧縮室内の圧力が増加し、圧力損失が生じる。しかし、各吸入通路２１、２３が常に凹部５１ａ、９１ａと連通しているため、２度目の再膨張が発生せず、２度目の再膨張が発生する場合と比較して、ＣＯＰが向上する。
【００３６】
したがって、この圧縮機は、冷媒の再膨張による動力損失が小さく、ＣＯＰをより向上させることが可能である。
【００３７】
また、この圧縮機では、弁板５１、９１に凹部５１ａ、９１ａが形成されているため、凹部５１ａ、９１ａを深く確保でき、デッドスペースをより小さくすることができている。また、このために圧縮機の軸長も短くすることが可能であり、車両等への搭載性が向上している。
【実施例２】
【００３８】
実施例２の圧縮機では、図５及び図６に示すように、吸入通路３３は、駆動軸１３の軸心に沿って後方から前方に流れる冷媒の流れに対し、鈍角に形成された第１吸入通路３３ａと、第１吸入通路３３ａの先端に繋がり、後方に傾斜した第２吸入通路３３ｂとからなる。これら第１、２吸入通路３３ａ、３３ｂはシリンダブロック３に形成されている。また、弁板９１には、円柱状の凹部９１ａの内周面を一部切り欠いた切欠き３３ｄが形成されている。そして、シリンダブロック３には、第２吸入通路３３ｂと切欠き３３ｄとを連通する切欠き３３ｃが形成されている。他の構成は実施例１と同様である。
【００３９】
この圧縮機では、切欠き３３ｄが弁板９１に形成されているため、各第１、２吸入通路３３ａ、３３ｂが切欠き３３ｃを介して凹部９１ａと滑らかに連通し、吸入抵抗による圧力損失がより小さくなり、ＣＯＰの向上がより顕著になる。他の作用効果は実施例１と同様である。
【００４０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は車両用空調装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例１の圧縮機の縦断面図である。
【図２】実施例１の圧縮機の要部拡大断面図である。
【図３】実施例１の圧縮機の他の要部拡大断面図である。
【図４】実施例１の圧縮機に係り図３の一部拡大図である。
【図５】実施例２の圧縮機の要部拡大断面図である。
【図６】実施例２の圧縮機に係り図５の一部拡大図である。
【図７】従来の圧縮機の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
７ｂ、１ａ、３ａ…軸孔
１ｂ、３ｂ…シリンダボア
１、３…シリンダブロック
５、９…弁ユニット（５１、９１…弁板、５２、９２…吐出弁板、５３、９３…リテーナ）
５１ｂ、９１ｂ、５２ａ、９２ａ、５３ａ、９３ａ…吐出弁機構（５１ｂ、９１ｂ…吐出ポート、５２ａ、９２ａ…リード弁、５３ａ、９３ａ…規制面）
７ａ、１１ｂ…吐出室
７…フロントハウジング
１１…リヤハウジング
１３…駆動軸（回転弁）
２７…斜板
１９ａ、１９ｂ…圧縮室
１７…ピストン
２１、２３、３３…吸入通路（２３ａ、３３ａ…第１吸入通路、２３ｂ、３３ｂ…第２吸入通路）
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…吸入案内路（１３ａ…導入孔、１３ｂ、１３ｃ…吸入案内孔）
５１ａ、９１ａ…凹部
２１ａ、２３ｃ、３３ｃ、３３ｄ…切欠き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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