(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のシリンダブロックの前後両端面にバルブプレートを介してハウジングを接合固定し、前記シリンダブロックの間にクランク室を区画形成し、前記ハウジング内に吸入室及び吐出室を区画形成し、各シリンダブロックには複数のシリンダボア、吸入通路及び吐出通路を設け、そのシリンダボア内に両頭型ピストンを往復動可能に収容し、前記バルブプレートには前記吸入室とシリンダボアとを連通する吸入ポートと、その吸入ポートを開閉するための吸入弁と、前記シリンダボアと吐出室とを連通する吐出ポートと、その吐出ポートを開閉するための吐出弁とを備え、吸入冷媒ガスをクランク室内に導入してから、前記吸入通路を介して前後両ハウジングの吸入室内に振り分けた後、前記吸入ポートを通して各シリンダボア内に吸入するようにした両頭ピストン式圧縮機において、  前記吸入通路の数をシリンダボアの数よりも少なくするとともに、各シリンダボアに対応する吸入ポートを吸入通路の近傍に配置し、前記吸入弁は、その基端部をシリンダボアの内周縁に位置させた状態で、前記吸入弁の全体が前記吐出ポートを避けて延びるように形成された両頭ピストン式圧縮機。
【請求項２】
一対のシリンダブロックの前後両端面にバルブプレートを介してハウジングを接合固定し、前記シリンダブロックの間にクランク室を区画形成し、前記ハウジング内に吸入室を区画形成し、各シリンダブロックには複数のシリンダボア及び吸入通路を設け、そのシリンダボア内に両頭型ピストンを往復動可能に収容し、前記バルブプレートには前記吸入室とシリンダボアとを連通する吸入ポートと、その吸入ポートを開閉するための吸入弁とを備え、吸入冷媒ガスをクランク室内に導入してから、前記吸入通路を介して前後両ハウジングの吸入室内に振り分けた後、前記吸入ポートを通して各シリンダボア内に吸入するようにした両頭ピストン式圧縮機において、
前記吸入通路の数をシリンダボアの数よりも少なくするとともに、各シリンダボアに対応する吸入ポートを吸入通路の近傍に配置し、前記シリンダブロックにはハウジング固定用のボルトを挿通するための複数のボルト挿通孔を形成し、前記吸入通路は、シリンダブロックの最下部に位置するボルト挿通孔を避けて、他のボルト挿通孔と兼用している両頭ピストン式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両空調装置等に使用される両頭ピストン式圧縮機に関るものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の両頭ピストン式圧縮機においては、一対のシリンダブロックの前後両端面にバルブプレートを介してハウジングが接合固定されている。前記シリンダブロックの間にはクランク室が区画形成されるとともに、前記ハウジング内に吸入室及び吐出室が区画形成されている。各シリンダブロックには、複数のシリンダボア及び吸入通路が設けられている。そのシリンダボアの内部には、両頭型のピストンが往復動可能に収容されている。前記バルブプレートには、前記吸入室とシリンダボアとを連通する吸入ポートと、その吸入ポートを開閉するための吸入弁とが備えられている。
【０００３】
この従来構成においては、前記ピストンの往復動に伴い、吸入冷媒ガスが外部冷媒回路から前記クランク室内に導入される。そして、前記吸入通路を介して前後両ハウジングの吸入室内に振り分けられ、その後、吸入ポートを通して各シリンダボア内に吸入される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の両頭ピストン式圧縮機においては、各シリンダボアと対応する吸入ポートが駆動シャフトの回転方向に対して所定位置に配置されている。また、それらの吸入ポートを開閉するための吸入弁が、駆動シャフトの回転方向に対して同方向へ指向するように形成されている。しかも、近年の多気筒化の傾向に伴って、シリンダブロックの断面積におけるシリンダボアの占める割合が増大している。このため、スペース上の問題から、吸入通路を気筒数と同一の数、すなわち各シリンダボアと対応する数だけ形成することが困難となることがあった。
【０００５】
これらのため、圧縮運転時に吸入室内で圧力分布が発生し、吸入通路に近いシリンダボアと、吸入通路から離れたシリンダボアとの間で、吸入圧にバラツキ（吸入圧損）が生じて、圧縮運転が不安定になるという問題があった。
【０００６】
また、このような各シリンダボア間での吸入圧のバラツキにより、低圧の冷媒ガスを吸入したシリンダボアでは、所定の吐出圧力まで圧縮するために圧縮比が高くなる。そして、吐出ガス量のわりには大きな動力を必要として、動力損失を招くとともに、吐出ガスの温度が上昇して、外部冷媒回路での冷房能力の低下を招くという問題があった。
【０００７】
さらに、低圧の冷媒ガスを吸入するシリンダボアでは、シリンダボア内への吸入圧が低くなって、外部冷媒回路からの冷媒ガスの引き込み量が少なくなる。このため、冷媒ガスの流量が減少して、エバポレータの圧力が上昇し、冷房能力が低下するという問題があった。
【０００８】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、各シリンダボア間で吸入圧にバラツキが生じるのを抑制することができて、シリンダボア内への冷媒ガスの吸入効率を高めることができ、圧縮運転の安定化及び圧縮効率の向上を図ることができる両頭ピストン式圧縮機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１及び２に記載の両頭ピストン式圧縮機の発明においては、吸入通路の数をシリンダボアの数よりも少なくするとともに、各シリンダボアに対応する吸入ポートを吸入通路の近傍に配置したものである。
【００１１】
請求項１に記載の発明では、前記吸入弁は、その基端部をシリンダボアの内周縁に位置させた状態で、前記吸入弁の全体が前記吐出ポートを避けて延びるように形成したものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、シリンダブロックにはハウジング固定用のボルトを挿通するための複数のボルト挿通孔を形成し、前記吸入通路は、シリンダブロックの最下部に位置するボルト挿通孔を避けて、他のボルト挿通孔と兼用しているものである。
【００１５】
従って、請求項１及び２に記載の両頭ピストン式圧縮機では、いずれのシリンダボアに対応する吸入ポートにおいても、吸入通路との距離が短いものとなる。このため、吸入通路を介して前後の両吸入室内に振り分けられた吸入冷媒ガスが、吸入ポートを通して各シリンダボア内に吸入される際の吸入抵抗が低減される。また、冷媒ガスは吸入通路からほぼ直接的に吸入ポート、そしてシリンダボア内に供給されて、各シリンダボア間での吸入圧の大きなバラツキ（吸入圧損）の発生が抑制される。そして、各シリンダボア内への冷媒ガスの吸入効率が向上されて、外部冷媒回路からのクランク室への吸入冷媒ガスの引き込み量が増大される。しかも、圧縮比が極端に高いシリンダボアが存在することがなく、動力損失及び冷房能力の低下が抑制される。
【００１７】
請求項１に記載の両頭ピストン式圧縮機においては、各吸入弁の全体が前記吐出ポートを避けて延長されている。このため、各吸入弁の首部が長くなって、吸入弁が開きやすくなり、シリンダボア内への冷媒ガスの吸入効率が一層向上される。
【００１９】
請求項２に記載の両頭ピストン式圧縮機においては、吸入通路がシリンダブロックの最下部に位置するボルト挿通孔を避けて、他のボルト挿通孔と兼用されている。このため、吸入通路として兼用していないボルト挿通孔であって、特にシリンダブロックの最下部に位置するボルト挿通孔を潤滑通路として利用することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、一対のシリンダブロック１１，１２は、対向端縁において互いに接合されている。フロントハウジング１３は、フロント側シリンダブロック１１の前端面にバルブプレート１４を介して接合されている。リヤハウジング１５は、リヤ側シリンダブロック１２の後端面にバルブプレート１４を介して接合されている。
【００２２】
５つのボルト挿通孔１６，１７，１８は、前記各シリンダブロック１１，１２の両端部間に、ほぼ同一円周上で所定間隔おきに貫通形成されている。５本の通しボルト１９は、フロントハウジング１３から両シリンダブロック１１，１２の各ボルト挿通孔１６，１７，１８を通して、リヤハウジング１５のネジ孔２０に螺合されている。そして、これらの通しボルト１９により、フロントハウジング１３及びリアハウジング１５が、バルブプレート１４を介してシリンダブロック１１，１２の両端面に締結固定されている。
【００２３】
駆動シャフト２１は、前記両シリンダブロック１１，１２及びフロントハウジング１３の中心に、前後一対のラジアルベアリング２２Ａ，２２Ｂを介して回転可能に支持されている。その駆動シャフト２１の前端外周とフロントハウジング１３との間には、リップシール２３が介装されている。そして、この駆動シャフト２１は、図示しないクラッチを介して車両エンジン等の外部駆動源に作動連結され、その外部駆動源により回転駆動される。
【００２４】
５つのシリンダボア２４は、前記駆動シャフト２１と平行に延びるように、各シリンダブロック１１，１２の両端部間に同一円周上で所定間隔おきに貫通形成されている。両頭型のピストン２５は、各シリンダボア２４内に往復動可能に収容され、それらの両端面とバルブプレート１４との間において、各シリンダボア２４内には圧縮室２６が形成される。
【００２５】
クランク室２７は、前記両シリンダブロック１１，１２の中間内部に区画形成されている。斜板２８は、クランク室２７内において駆動シャフト２１に嵌合固定され、その外周部が一対の半球状のシュー２９を介してピストン２５の中間部に係留されている。そして、駆動シャフト２１が回転されるとき、この斜板２８を介してピストン２５が往復動される。
【００２６】
一対のスラストベアリング３０は、前記斜板２８のボス部両端と各シリンダブロック１１，１２の内端との間に介装されている。これらのスラストベアリング３０を介して、斜板２８が両シリンダブロック１１，１２間に挟着保持されている。そして、圧縮機の運転時に、斜板２８に作用するスラスト方向の圧縮反力が、これらのスラストベアリング３０を介してシリンダブロック１１，１２で受け止められる。
【００２７】
図１及び図３に示すように、吸入室３１は、前記フロントハウジング１３及びリヤハウジング１５内の外周部に、ほぼ環状に区画形成されている。また、前述した５つのボルト挿通孔１６，１７，１８の内で、シリンダブロック１１，１２の最下部に位置する１つのボルト挿通孔１７と、後述する吐出通路３３に近いボルト挿通孔１８とを避けて、他のボルト挿通孔１６により、シリンダボア２４の数よりも少ない３つの吸入通路が兼用形成されている。
【００２８】
これらのボルト挿通孔兼用の吸入通路１６は、通しボルト１９の外径より十分大きな開口面積を有する断面ほぼ三角形状に形成されている。この吸入通路１６は、その内端がクランク室２７に連通されるとともに、外端が前後両吸入室３１に連通されている。そして、図示しない外部冷媒回路からクランク室２７内に導入される吸入冷媒ガスが、これらの吸入通路１６を介して両吸入室３１内に振り分け供給される。
【００２９】
吐出室３２は、前記フロントハウジング１３及びリヤハウジング１５内の内周部に環状に区画形成されている。吐出通路３３は、シリンダブロック１１，１２の両端部間に貫通形成され、その外端が両吐出室３２に連通されている。吐出マフラー３４は、リヤ側シリンダブロック１２の外周上部に配設され、通孔３５を介して吐出通路３３に連通されている。そして、前後両吐出室３２内の吐出冷媒ガスが、吐出通路３３、通孔３５及び吐出マフラー３４を介して図示しない外部冷媒回路に吐出される。
【００３０】
なお、前述した５つのボルト挿通孔１６，１７，１８の内で、吐出通路３３の近くに位置する１つのボルト挿通孔１８は、通しボルト１９を挿通できる程度の内径を有する断面円形状に形成されている。そして、このボルト挿通孔１８は、吸入通路等に兼用することなく、通しボルト１９の挿通専用として使用されるようになっている。
【００３１】
吸入弁機構３６は、前記各バルブプレート１４のシリンダブロック１１，１２側の側面に配設され、ピストン２５の往復動時に、この吸入弁機構３６により、両吸入室３１から各シリンダボア２４の圧縮室２６内に冷媒ガスが吸入される。吐出弁機構３７は、各バルブプレート１４のシリンダブロック１１，１２と反対側の側面に配設され、ピストン２５の往復動時に、この吐出弁機構３７により、各シリンダボア２４の圧縮室２６内で圧縮された冷媒ガスが両吐出室３２に吐出される。
【００３２】
そこで、前記吸入弁機構３６及び吐出弁機構３７の構成について詳述する。図１〜図３に示すように、前記両バルブプレート１４は、金属板により形成され、各シリンダボア２４と対応する部分には吸入ポート３８及び吐出ポート３９が形成されている。そして、各吸入ポート３８は前記吸入通路１６の近傍に位置するように配置され、各吐出ポート３９はバルブプレート１４の中心寄りに位置するように配置されている。
【００３３】
前記吸入弁機構３６は、金属板よりなる吸入弁形成板４０を備え、各吸入ポート３８と対向する部分には、それらを開閉するための５つの吸入弁４０ａが形成されている。各吸入弁４０ａは、その基端部をシリンダボア２４の内周縁に位置させた状態で、シリンダボア２４の直径方向に沿って、隣接する吸入通路１６をほぼ指向する方向に延長配置されている。
【００３４】
前記吐出弁機構３７は、金属板よりなる吐出弁形成板４１と、金属板の両側面にゴムをコーティングしてなるガスケット兼用のリテーナプレート４２とから構成されている。吐出弁形成板４１には、各吐出ポート３９と対応するように５つの吐出弁４１ａが形成されている。また、リテーナプレート４２には、各吐出弁４１ａの開放度を規制するためのリテーナ４２ａが形成されている。
【００３５】
図１、図３及び図４に示すように、サイクロン方式の油分離室４３は、前記吐出マフラー３４内に形成され、その一側には第１貯油室４４が連通形成されている。そして、各吐出室３２から吐出通路３３及び通孔３５を介して油分離室４３内に導入される吐出冷媒ガスが、油分離室４３の周壁内面に沿って回転され、遠心力によって冷媒ガスに含まれる潤滑油が分離されて、第１貯油室４４に貯溜される。
【００３６】
第２貯油室４５は、前記リヤハウジング１５の中心及びリヤ側シリンダブロック１２の軸孔後端に形成され、絞り通路４６を介して第１貯油室４４に連通されている。そして、第１貯油室４４内の潤滑油が、絞り通路４６を介して第２貯油室４５内に導入される。その潤滑油の一部が、リヤ側シリンダブロック１２の軸孔に嵌着された嵌着体４７の通孔４８を通して、リヤ側ラジアルベアリング２２Ｂに供給され、そのベアリング２２Ｂが潤滑される。
【００３７】
第１油溝４９は前記リヤ側シリンダブロック１２の後面に形成され、その上端が第２貯油室４５に連通されるとともに、下端がシリンダブロック１１，１２の最下部に位置するボルト挿通孔１７に連通されている。第２油溝５０は、フロント側シリンダブロック１１の前面に形成され、その上端がフロント側シリンダブロック１１の軸孔前端に連通されるとともに、下端が最下部に位置するボルト挿通孔１７に連通されている。
【００３８】
また、シリンダブロック１１，１２の最下部に位置するボルト挿通孔１７は、通しボルト１９の外径より大きな内径を有する断面円形状に形成されるとともにクランク室２７と隔絶された潤滑通路を兼用するようになっている。そして、第２貯油室４５内の潤滑油が、第１油溝４９、ボルト挿通孔兼用の潤滑通路１７及び第２油溝５０を介してフロント側ラジアルベアリング２２Ａの部分に供給され、そのベアリング２２Ａ及びリップシール２３が潤滑される。
【００３９】
次に、前記のように構成された両頭ピストン式圧縮機の動作を説明する。
さて、このピストン式圧縮機において、図示しない車両エンジン等の外部駆動源により駆動シャフト２１が回転されると、斜板２８を介して各ピストン２５がシリンダボア２４内で往復動される。それにより、冷媒ガスが、図示しない外部冷媒回路からクランク室２７に吸入される。このクランク室２７内の冷媒ガスは、ピストン２５の上死点位置から下死点位置への復動動作によって吸入弁４０ａの開放されると、各吸入通路１６を介して前後両吸入室３１に振り分け導入され、さらに吸入ポート３８を通して各シリンダボア２４の圧縮室２６内に吸入される。そして、圧縮室２６内の冷媒ガスは、ピストン２５の下死点位置から上死点位置への往動動作によって、所定の圧力に達っするまで圧縮された後、吐出弁４１ａを押し退けて吐出ポート３９を通して吐出室３２内に吐出される。また、吐出室３２内に吐出された冷媒ガスは、吐出通路３３及び通孔３５を介して吐出マフラー３４内に導入される。そして、この吐出マフラー３４の油分離室４３内において、吐出冷媒ガスに含まれる潤滑油が遠心分離され、残りの冷媒ガスが外部冷媒回路に供給される。
【００４０】
一方、油分離室４３で分離された潤滑油は、第１貯油室４４及び絞り通路４６を介して第２貯油室４５内に貯溜される。そして、この潤滑油は、通孔４８を介してリヤ側ラジアルベアリング２２Ｂに供給されるとともに、第１油溝４９、潤滑通路１７及び第２油溝５０を介してフロント側ラジアルベアリング２２Ａに供給される。
【００４１】
前記の実施形態によって期待できる効果について、以下に記載する。
（ａ）  この実施形態の両頭ピストン式圧縮機においては、吸入通路１６の数がシリンダボア２４の数よりも少なく形成され、各シリンダボア２４に対応する吸入ポート３８が吸入通路１６の近傍に配置されている。つまり、いずれのシリンダボア２４に対応する吸入ポート３８においても、吸入通路１６との距離が短いものとなる。このため、クランク室２７内から吸入通路１６を介して吸入室３１内に振り分けられた吸入冷媒ガスが、吸入ポート３８を通して各シリンダボア２４内に吸入される際の吸入抵抗が低減される。また、冷媒ガスは吸入通路１６からほぼ直接的に吸入ポート３８、そしてシリンダボア２４内に供給されて、各シリンダボア２４間の吸入圧において、大きなバラツキ（吸入圧損）の発生が抑制される。従って、圧縮機の圧縮運転を安定化させることができる。また、シリンダボア２４内への冷媒ガスの吸入効率を向上することができて、外部冷媒回路からのクランク室２７への吸入冷媒ガスの引き込み量が増大させることができる。しかも、圧縮比が極端に高いシリンダボア２４が存在することがなく、動力損失及び冷房能力の低下が抑制されて、圧縮効率の向上を図ることができる。
【００４２】
（ｂ）  この実施形態の両頭ピストン式圧縮機においては、各吸入ポート３８を開閉する吸入弁４０ａが、複数の吸入通路１６の内のいずれか１つの吸入通路１６をほぼ指向する方向に延長されている。このため、各シリンダボア２４において吸入弁４０ａが容易に開放され、吸入抵抗及び吸入圧損を一層低減することができる。従って、シリンダボア２４内への冷媒ガスの吸入効率をより向上することができる。
【００４３】
（ｃ）  この実施形態の両頭ピストン式圧縮機においては、各吸入弁４０ａが基端部をシリンダボア２４の内周縁に位置させた状態で、シリンダボア２４の直径方向に沿って延長されている。このため、各吸入弁４０ａの首部を十分に確保することができて、吸入弁４０ａを開きやすくすることができる。従って、シリンダボア２４内への冷媒ガスの吸入効率を一層向上することができる。
【００４４】
（ｄ）  この実施形態の両頭ピストン式圧縮機においては、シリンダブロック１１，１２に通しボルト１９を挿通するための５つボルト挿通孔１６，１７，１８が形成されている。そして、これらのボルト挿通孔１６〜１８の内の３つのボルト挿通孔１６が吸入通路に兼用されている。このため、シリンダブロック１１，１２の形成スペースを有効に利用して、３つの吸入通路１６を形成することができるとともに、吸入通路として兼用していないボルト挿通孔１７を、例えば潤滑通路等として使用することができる。
【００４５】
（ｅ）  この実施形態の両頭ピストン式圧縮機においては、シリンダブロック１１，１２の最下部に位置するボルト挿通孔１７を避けて、他の３つのボルト挿通孔１６により吸入通路が兼用されている。このため、吸入通路と兼用していないボルト挿通孔であって、特にシリンダブロック１１，１２の最下部に位置するボルト挿通孔１７を潤滑通路として利用して、前後のラジアルベアリング２２Ａ，２２Ｂ及びリップシール２３に潤滑油を容易に供給することができる。
【００４６】
（ｆ）  この実施形態の両頭ピストン式圧縮機においては、シリンダブロック１１，１２に形成された吐出通路３３に近いボルト挿通孔１８を避けて、他の３つのボルト挿通孔１６により吸入通路が兼用されている。このため、ボルト挿通孔兼用の吸入通路１６が吐出通路３３から離間して配置され、圧力の高低差の大きな両通路１６，３３間のシール性を十分に確保することができ。従って、吸入通路１６と吐出通路３３との間でガス漏れが生じて、圧縮効率が低下するのを抑制することができる。
【００４７】
なお、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
（１）  複数の吸入通路１６をシリンダブロック１１，１２のボルト挿通孔と兼用することなく、別の位置に形成すること。
【００４８】
（２）  前記実施形態とは逆に、フロントハウジング１３及びリヤハウジング１５内の内側に吸入室３１を形成し、外側に吐出室３２を形成すること。
（３）  ボルト挿通孔と兼用する吸入通路１６の数を、前記実施形態とは異なる数、例えば１つのシリンダブロックにおいて２または４本とすること。
【００４９】
（４）  この発明を、シリンダボア２４の数を変更した、例えば２、４、６、８、１２気筒の両頭ピストン式圧縮機に具体化すること。
（５）  この発明を、ウェーブカムプレートタイプ等の他の両頭ピストン式圧縮機において具体化すること。
【００５０】
これらのように構成しても、前記実施形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１及び２に記載の発明によれば、各シリンダボアにおいて吸入抵抗を低減させることができて、各シリンダボア間で吸入圧にバラツキが生じるのを抑制することができる。従って、シリンダボア内への冷媒ガスの吸入効率を高めることができ、圧縮運転を安定化させることができるとともに、圧縮効率の向上を図ることができる。
【００５３】
請求項１に記載の発明によれば、吸入弁の首部の長さを十分に確保して、吸入弁を開きやすくすることができ、シリンダボア内への冷媒ガスの吸入効率を一層向上させることができる。
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、吸入通路として兼用していないボルト挿通孔で、特にシリンダブロックの最下部に位置するボルト挿通孔を潤滑通路として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の両頭ピストン式圧縮機の一実施形態を示す断面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】圧縮機内の潤滑構成を示す断面図。
【図４】図３の４−４線における断面図。
【符号の説明】
１１…フロント側シリンダブロック、１２…リヤ側シリンダブロック、１３…フロントハウジング、１４…バルブプレート、１５…リヤハウジング、１６…ボルト挿通孔兼用の吸入通路、１７…最下部に位置するボルト挿通孔としてのボルト挿通孔兼用の潤滑通路、１８…吐出通路に近いボルト挿通孔としての専用のボルト挿通孔、１９…通しボルト、２４…シリンダボア、２５…両頭型のピストン、２７…クランク室、３１…吸入室、３３…吐出通路、３８…吸入ポート、４０ａ…吸入弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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