(57)【要約】【課題】ロータリーバルブを使用しても冷媒ガスの漏出を効果的に防止することができるピストン式圧縮機を提供する。【解決手段】吐出行程が完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ａに対して回転角度０〜９０度の間に位置するように回転軸６に形成された偏心ピン２０にロータリーバルブ１９が遊嵌されており、ラジアル荷重Ｆｒが回転軸６の後端部に作用すると、ロータリーバルブ１９が、吐出行程を完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ａに対して回転角度０〜９０度の間で、バルブ収容室１８の内周面に当接して抗力Ｆｂを受ける。この抗力Ｆｂの反作用として、ロータリーバルブ１９は偏心ピン２０から荷重Ｆｃを受け、この荷重Ｆｃによってロータリーバルブ１９は吸入ポート２１ａに対して回転角度０〜９０度の間でバルブ収容室１８の内周面に押し付けられる。【選択図】図２
2006009789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ収容室の周囲に配列されると共にそれぞれバルブ収容室の内周面に開口する吸入ポートを介してバルブ収容室と連通された複数のシリンダボア内にそれぞれピストンを収容し、回転軸の回転に連動させて複数のピストンを往復動させ、回転軸の回転と共にバルブ収容室内でロータリーバルブを回転させて吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートを選択的に閉塞し、圧縮行程及び吐出行程にある前記シリンダボア内のピストンに対する圧縮反力に基づくラジアル荷重をロータリーバルブに作用させて、圧縮反力に基づくラジアル荷重によりロータリーバルブをバルブ収容室の内周面に押し付けるラジアル荷重伝達手段を備えたピストン式圧縮機において、
前記ラジアル荷重伝達手段はロータリーバルブに対して、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートよりも、ロータリーバルブの回転方向側で、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートと、圧縮行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートとの間に向けて、前記ラジアル荷重を作用させる荷重方向変更部を有することを特徴とするピストン式圧縮機。
【請求項２】
前記荷重方向変更部は、回転軸の軸心に対して偏心させてロータリーバルブを回転軸に一体に固定することにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のピストン式圧縮機。
【請求項３】
前記荷重方向変更部は、回転軸の軸心に対して吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートよりも、ロータリーバルブの回転方向側で、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートと、圧縮行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートとの間で、前記回転軸のロータリーバルブ側の端部に形成された偏心ピンにロータリーバルブが遊嵌されることにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のピストン式圧縮機。
【請求項４】
前記荷重方向変更部は、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートよりも、ロータリーバルブの回転方向側で、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートと、圧縮行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートとの間に対して、垂直な径方向に延伸した扁平な断面形状の扁平ピンが前記回転軸のロータリーバルブ側の端部に形成され、該径方向にだけスライド可能となるようにロータリーバルブが遊嵌されることにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のピストン式圧縮機。
【請求項５】
前記回転軸は前記バルブ収容室の近傍に配置された軸受に回転可能に支持され、前記バルブ収容室の内径とロータリーバルブの外径との差は、前記軸受の内径と前記回転軸の外径との差より小さくなっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のピストン式圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ピストン式圧縮機に係り、特にロータリーバルブのシール性の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バルブ収容室の周囲に複数のシリンダボアを配列形成してそれぞれ吸入ポートを介してバルブ収容室と連通させ、バルブ収容室内に収容されたロータリーバルブによりそれぞれの吸入ポートを選択的に開閉するように構成したピストン式圧縮機が知られている。このような圧縮機においては、吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートがロータリーバルブの外周面で閉鎖されるが、吐出行程にあるシリンダボア内の冷媒ガスが高圧となるために、吸入ポートからロータリーバルブの外周面に沿ってバルブ収容室内に冷媒ガスが漏出するおそれがある。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１には、圧縮行程及び吐出行程にあるシリンダボア内のピストンに対する圧縮反力をロータリーバルブに伝達して吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートに向けてロータリーバルブを付勢するようにした圧縮機が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２２０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようにしてロータリーバルブを圧縮反力により吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートに向けて付勢することにより、該吸入ポートから冷媒ガスの漏出を防止することができるが、多数のシリンダボアが回転軸の周囲に配列形成されている場合には、吐出行程にあるシリンダボアに隣接するシリンダボアにおいても吐出行程あるいは圧縮行程にあって冷媒ガスが高圧状態となっており、このため図９に示されるように、バルブ収容室３１内に収容されたロータリーバルブ３２が付勢力３３により吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポート３４に向けて付勢されても、隣接するシリンダボアに連通する吸入ポートから冷媒ガスが漏出するおそれがあった。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、ロータリーバルブを使用しても冷媒ガスの漏出を効果的に防止することができるピストン式圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るピストン式圧縮機は、バルブ収容室の周囲に配列されると共にそれぞれバルブ収容室の内周面に開口する吸入ポートを介してバルブ収容室と連通された複数のシリンダボア内にそれぞれピストンを収容し、回転軸の回転に連動させて複数のピストンを往復動させ、回転軸の回転と共にバルブ収容室内でロータリーバルブを回転させて吐出行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートを選択的に閉塞し、圧縮行程及び吐出行程にあるシリンダボア内のピストンに対する圧縮反力に基づくラジアル荷重をロータリーバルブに作用させて、圧縮反力に基づくラジアル荷重によりロータリーバルブをバルブ収容室の内周面に押し付けるラジアル荷重伝達手段を備えたピストン式圧縮機において、ラジアル荷重伝達手段はロータリーバルブに対して、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートよりも、ロータリーバルブの回転方向側で、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートと圧縮行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートとの間に向けて、ラジアル荷重を作用させる荷重方向変更部を有するものである。
荷重方向変更部により、ロータリーバルブに対して、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートよりも、ロータリーバルブの回転方向側で、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートと、圧縮行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートとの間に向けてラジアル荷重が作用して、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートよりも、ロータリーバルブの回転方向側で、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートと、圧縮行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートとの間に向けて、ロータリーバルブをバルブ収容室の内周面に押し付けることができる。
なお、本発明における圧縮行程とは、ピストンが吸入を完了した下死点から吐出を完了した上死点に移動する際に、圧縮室から吐出室へのガスの吐出が行われていない間のことであり、吐出行程とは、ピストンが下死点から上死点に移動する際に、圧縮行程を完了して圧縮室から吐出室への吐出が行われている間のことである。また、吐出行程を完了した状態は、ピストンが上死点に達した状態である。
【０００７】
なお、荷重方向変更部は、回転軸の軸心に対して偏心させてロータリーバルブを回転軸に一体に固定することにより構成することができる。
あるいは、荷重方向変更部は、回転軸の軸心に対して、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートよりも、ロータリーバルブの回転方向側で、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートと圧縮行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートとの間で、前記回転軸のロータリーバルブ側の端部に形成された偏心ピンにロータリーバルブが遊嵌されることにより構成することもできる。
さらに、荷重方向変更部は、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートよりも、ロータリーバルブの回転方向側で、吐出行程が完了したシリンダボアに連通する吸入ポートと、圧縮行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートとの間に対して、垂直な径方向に延伸した扁平な断面形状の扁平ピンを回転軸のロータリーバルブ側の端部に形成し、この扁平ピンに該径方向にだけスライド可能となるようにロータリーバルブが遊嵌されることにより構成してもよい。
【０００８】
なお、回転軸をバルブ収容室の近傍に配置された軸受に回転可能に支持させた場合には、バルブ収容室の内径とロータリーバルブの外径との差を、軸受の内径と回転軸の外径との差より小さく設定することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、荷重方向変更部により、ロータリーバルブに対して、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートよりも、ロータリーバルブの回転方向側で、吐出行程を完了したシリンダボアに連通する吸入ポートと、圧縮行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートとの間に向けてラジアル荷重が作用するので、吐出行程あるいは圧縮行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートからの冷媒ガスの漏出を効果的に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に実施の形態１に係るピストン式圧縮機の構造を示す。図１において、図面左側を前側とし、図面右側を後側とする。シリンダブロック１の前端部にフロントハウジング２が連結され、後端部に弁形成体３を介してリヤハウジング４が連結されている。シリンダブロック１とフロントハウジング２とによりクランク室５が区画形成されており、このクランク室５を貫通するように回転軸６が軸受７及び軸受２８によりシリンダブロック１及びフロントハウジング２に回転可能に支持されている。回転軸６の前端部はフロントハウジング２から外部に突出しており、車両のエンジンやモータ等の図示しない回転駆動源に連結される。フロントハウジング２内において回転軸６に回転支持体８が固着されると共に回転支持体８に係合するように斜板９が取り付けられている。斜板９は、その中心部に形成された貫通孔に回転軸６が貫通した状態で、リンク機構１０を介して回転軸６と一体的に回転すると共に回転軸６の軸方向にスライド可能に且つ傾動可能に支持されている。また、回転支持体８はフロントハウジング２の前端内壁部に配設されたスラストベアリング１１により回転可能に支持されている。
【００１１】
シリンダブロック１には回転軸６の周りに複数のシリンダボア１２が配列形成され、各シリンダボア１２にピストン１３がスライド可能に収容されている。各ピストン１３はシュー１４を介して斜板９の外周部に係合しており、斜板９が回転軸６と共に回転すると、各ピストン１３はシュー１４を介してシリンダボア１２内を回転軸６の軸方向に往復動する。
【００１２】
リヤハウジング４の中央部には弁形成体３に面して吸入室１５が区画形成され、吸入室１５の外周部には吸入室１５を取り囲むように吐出室１６が区画形成されている。
また、シリンダブロック１とリヤハウジング４には、クランク室５と吐出室１６とを連通する給気通路２５が形成されており、この給気通路２５の途中に電磁弁からなる容量制御弁１７が配設されている。さらに、クランク室５と吸入室１５とが抽気通路２６により連通している。
【００１３】
シリンダブロック１の中央部にはバルブ収容室１８が軸方向に貫通形成されており、このバルブ収容室１８内に回転軸６の後端に配設されたロータリーバルブ１９が収容されている。ロータリーバルブ１９は、回転軸６と一体に形成された偏心ピン２０に遊嵌されており、回転軸６の回転に伴ってバルブ収容室１８内を回転する。
ピストン１３により区画される各シリンダボア１２内の圧縮室２７とシリンダブロック１のバルブ収容室１８とがそれぞれ吸入ポート２１を介して連通されており、これらの吸入ポート２１がロータリーバルブ１９の外周面によって選択的に開閉される。
ここで、バルブ収容室１８の内径とロータリーバルブ１９の外径との差（以下、バルブ収容室１８とロータリーバルブ１９との間のクリアランスとする）は、前記軸受７の内径と回転軸６の外径との差（以下、回転軸６と軸受７との間のクリアランスとする。）より小さくなっている。
なお、上記バルブ収容室１８とロータリーバルブ１９との間のクリアランスと、回転軸６と軸受７との間のクリアランスとの大小関係によって、シュー１４、斜板９及び回転軸６を介して、吐出行程にあるシリンダボア１２内のピストン１３に対する圧縮反力をロータリーバルブ１９に伝達してラジアル荷重をロータリーバルブ１９に作用させるラジアル荷重伝達手段が形成されている。
【００１４】
この実施の形態１に係るピストン式圧縮機の動作について説明する。回転軸６の回転駆動に伴うピストン１３の復動動作すなわちシリンダボア１２内を上死点から下死点へ移動する動作（以下、吸入行程とする）の時に、回転軸６と同期して回転するロータリーバルブ１９によって、このシリンダボア１２に接続された吸入ポート２１と吸入室１５とが連通した状態となり、吸入室１５内の冷媒ガスは吸入ポート２１を通ってシリンダボア１２内へ流入する。
【００１５】
続くピストン１３の往動動作すなわちシリンダボア１２内を下死点から上死点へ移動する際には、回転軸６と同期して回転するロータリーバルブ１９によって、このシリンダボア１２に連通した吸入ポート２１が閉塞され、シリンダボア１２内で冷媒ガスが圧縮され、弁形成体３の吐出ポート２４及び吐出弁２９を介して吐出室１６へ圧縮された冷媒ガスが吐出される。ここで、本実施形態においては、ピストン１３がシリンダボア内１２を下死点から上死点へ移動する際に、圧縮室２７から吐出室１６へ冷媒ガスの吐出が行なわれていない状態を圧縮行程とし、圧縮室２７から吐出室１６へ冷媒ガスの吐出が行なわれている状態を吐出行程とする。また、ピストン１３が上死点へ達した状態を吐出行程が完了した状態とする。
【００１６】
容量制御弁１７の開度を設定することにより、吐出室１６から給気通路２５を介したクランク室５への冷媒ガス導入量と、クランク室から抽気通路２６を介した吸入室１５への冷媒ガス導出量とのバランスが制御されて、クランク室５の圧力Ｐｃが決定される。容量制御弁１７の開度を変えてクランク室５の圧力Ｐｃが変更されると、ピストン１３を介したクランク室５内とシリンダボア１２内との差圧が変更され、斜板９の傾斜角度が変化する。その結果、ピストン１３のストロークすなわち圧縮機の吐出容量が調整される。
【００１７】
ここで、図１に示されるように、吐出行程を完了したシリンダボア１２内のピストン１３が受ける圧縮反力はシュー１４を介して斜板９の外周部に力Ｆ１として作用する。力Ｆ１は斜板９を図１において上側へ付勢する。このため、斜板９が図１において上方へ付勢されることにより、斜板９の中心部の貫通孔を介して回転軸６も図１において上方へ付勢される。この付勢力は、回転軸６と軸受２８との係合部位を中心としたモーメント荷重として働く。このとき、回転軸６の後端部に吐出行程を完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１に向けたラジアル荷重が作用する。
【００１８】
図２は図１におけるロータリーバルブ１９付近を後端側からみた模式図であり、ロータリーバルブ１９の回転方向は図面上、矢印Ａで示すように反時計回りである。図２に示されるように、例えばそれぞれ対応するシリンダボア１２に接続された５つの吸入ポート２１ａ〜２１ｅがバルブ収容室１８の内周面に配列形成されている場合に、ピストン１３が上死点に位置して吐出行程を完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ａに向けてラジアル荷重Ｆｒが回転軸６の後端部に作用する。ここで、荷重方向変更部として、吐出行程を完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１よりも、ロータリーバルブ１９の回転方向側で、吐出行程を完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１と、圧縮行程のシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１との間、詳しくは上記吐出行程が完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ａを０度として、該吸入ポート２１ａよりもロータリーバルブ１９の回転方向側で、回転角度０度〜９０度の間に位置するように、偏心ピン２０が回転軸６に形成されると共に、この偏心ピン２０にロータリーバルブ１９が遊嵌されている。このため、ラジアル荷重Ｆｒが回転軸６の後端部に作用すると、回転軸６と軸受７との間のクリアランスと、ロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８との間のクリアランスとの大小関係により、最初にロータリーバルブ１９が、吐出行程を完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ａに対して回転角度０度〜９０度の間で、バルブ収容室１８の内周面に当接して抗力Ｆｂを受ける。その後、回転軸６が偏心ピン２０を軸として回転して、吸入ポート２１ａに対して回転角度２７０度〜３６０度の間で、軸受７の内周面に当接して抗力Ｆａを受ける。そして抗力Ｆａ及びＦｂと、ラジアル荷重Ｆｒとが釣り合った状態となる。
【００１９】
ロータリーバルブ１９から偏心ピン２０に作用する抗力Ｆｂの反作用として、ロータリーバルブ１９は偏心ピン２０から荷重Ｆｃを受け、この荷重Ｆｃによってロータリーバルブ１９は吸入ポート２１ａよりも、ロータリーバルブ１９の回転方向側で、回転角度０度〜９０度の間でバルブ収容室１８の内周面に押し付けられることとなる。このとき、吐出行程が完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ａに対して、回転軸６及びロータリーバルブ１９の回転方向に向かって、吸入ポート２１ｅと連通するシリンダボア１２が吐出行程または圧縮行程、吸入ポート２１ｄと連通するシリンダボア１２が吸入に近い圧縮行程、吸入ポート２１ｃ及び２１ｂと連通するシリンダボア１２が吸入行程にそれぞれある。従って、吸入ポート２１ａ及び２１ｅと連通したシリンダボア１２内の冷媒ガスが高圧状態となっているが、ロータリーバルブ１９が荷重Ｆｃにより回転角度０度〜９０度の間に押し付けられているため、これらの吸入ポート２１ａ及び２１ｅからバルブ収容室１８内で冷媒ガスが漏出することが効果的に防止される。
また、回転軸６及びロータリーバルブ１９が回転して、吸入ポート２１ａと連通するシリンダボア１２が吸入行程、吸入ポート２１ｅと連通するシリンダボア１２が吐出行程を完了した状態、吸入ポート２１ｄと連通するシリンダボア１２が吐出行程または圧縮行程、吸入ポート２１ｃと連通するシリンダボア１２が圧縮行程、吸入ポート２１ｂと連通するシリンダボア１２が吸入行程となった場合も、ピストン１３が上死点に位置して吐出行程を完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ｅに向けてラジアル荷重Ｆｒが回転軸６の後端部に作用し、ロータリーバルブ１９が吐出行程を完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ｅを０度として、該吸入ポート２１ｅよりもロータリーバルブ１９の回転方向側で、回転角度０度〜９０度の間で、バルブ収容室１８の内周面に押し付けられた状態となる。一方で、回転軸６は吸入ポート２１ｅを０度として、ロータリーバルブ１９の回転方向側に、回転角度度２７０〜３６０度の間で、軸受７の内周面に当接して抗力Ｆａを受けた状態となっている。
つまり、圧縮機の運転中、ピストン１３の圧縮反力に基づく吸入ポート２１に向けたラジアル荷重Ｆｒを、ロータリーバルブ１９が荷重Ｆｃによりバルブ収容室１８に押し付けられる位置と、回転軸６が抗力Ｆａにより押し付けられる位置との２点で常に支持された状態となり、ロータリーバルブ１９と回転軸６とは、一定の位置関係を保って、バルブ収容室１８内及び軸受７内をそれぞれ回転することとなる。よって、圧縮機の運転中、ロータリーバルブ１９は、冷媒ガスが高圧状態となっている吐出行程あるいは圧縮行程にあるシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１から、バルブ収容室１８内で冷媒ガスが漏出することを防止している。
【００２０】
次に、吸入ポート２１ａに対する偏心ピン２０の取付角度、回転軸６と軸受７との間のクリアランス、及びロータリーバルブ１９が偏心ピン２０から受ける荷重との関係について図３を用いて説明する。
図３において、吐出行程完了時のシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ａに対して、ロータリーバルブ１９が各吸入ポート２１ａ〜２１ｅと連通したシリンダボア１２内の冷媒ガスから受ける荷重の合力Ｆ０がなす角度をθ０、ロータリーバルブ１９が偏心ピン２０から受ける荷重Ｆｃがなす角度をα、力Ｆ０と荷重Ｆｃの合力Ｆｔがなす角度をθとする。
吐出行程完了時のシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ａに対する偏心ピン２０の取付角度（荷重Ｆｃの角度）αを種々変化させ、ロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８との間のクリアランスを一定の所定値としたとき、角度αを大きくするほど荷重Ｆｃは小さくなる。回転軸６と軸受７との間のクリアランスが所定値より小さくなると、荷重Ｆｃが急激に小さくなってバルブ収容室１８の内周面へのロータリーバルブ１９の押し付けが弱くなる。
【００２１】
これは、回転軸６と軸受７との間のクリアランスが、ロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８との間のクリアランスに近くなると、ロータリーバルブ１９がバルブ収容室１８の内周面に当接後、回転軸６が軸受７の内周面に当接するとき、回転軸６と軸受７との当接する位置が、吸入ポート２１ａに対して回転角度０度に近い位置となり、ロータリーバルブ１９が偏心ピン２０から受ける荷重Ｆｃが小さくなるためである。
【００２２】
よって、本実施形態において回転軸６と軸受７との間のクリアランスは、ロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８との間のクリアランス、厳密にはロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８との間のクリアランスと、偏心ピン２０と偏心ピン２０を遊嵌するロータリーバルブ１９の穴との間のクリアランスとの合計値より大きいことが望ましい。
本実施形態では、ロータリーバルブ１９のバルブ収容室１８の内周面に当接する位置が吐出行程を完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１を０度として、該吸入ポート２１よりもロータリーバルブ１９の回転方向側で、回転角度が０度〜９０度の間で、ロータリーバルブ１９がバルブ収容室１８の内周面に押し付けるようにしている。これは、シリンダボア１２内の冷媒ガスから受ける荷重の合力Ｆ０がなす角度θ０が、吐出行程を完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１を０度として、ロータリーバルブ１９の回転方向に、回転角度が０度〜９０度の範囲内にあるためである。
また、本実施形態では、ロータリーバルブ１９を回転軸６のロータリーバルブ１９側の後端部に形成した偏心ピン２０に遊嵌している。このような形態では、ロータリーバルブ１９と回転軸６とを固定する場合と比較して、クリアランスの設定が容易となる。
通常、ロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８との間のクリアランスは、回転軸６と軸受７との間のクリアランスと比較して、各吸入ポート２１からの冷媒ガスの漏出を防ぐために非常に小さく設定されている。そのため、ロータリーバルブ１９と回転軸６とを偏心させて固定する場合、回転軸６と軸受７との間のクリアランスの設定を非常に精度良くしなければ、ラジアル荷重Ｆｒを、ロータリーバルブ１９が荷重Ｆｃによりバルブ収容室１８に押し付けられる位置と、回転軸６が抗力Ｆａにより押し付けられる位置との２点で支持された状態を作り出すことができず、ロータリーバルブ１９をバルブ収容室１８内で所望の位置に当接させることができない。
つまり、ロータリーバルブ１９と回転軸６とを偏心させて固定した場合、ロータリーバルブ１９がバルブ収容室１８に当接するようにしても、ロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８とが当接する位置以外でのロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８との間のクリアランスより、回転軸６と軸受７との間のクリアランスの方が大きいと、回転軸６を軸受７に当接させることができず、ロータリーバルブ１９を回転角度０度〜９０度の間で、バルブ収容室１８の内周面に押し付けることができない。よって、ロータリーバルブ１９と回転軸６とを偏心させて固定する場合、ロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８とが当接する位置以外での、ロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８との間のクリアランスより、回転軸６と軸受７との間のクリアランスの方が小さくなるように設定しなくてはならない。従って、クリアランスの設定が非常に困難となる。ロータリーバルブ１９を回転軸６の偏心ピン２０に遊嵌することにより、回転軸６がロータリーバルブ１９に対して、軸受７内で偏心ピン２０を軸として回転することができるため、ロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８との当接する位置以外でのロータリーバルブ１９とバルブ収容室１８との間のクリアランスが、回転軸６と軸受７との間のクリアランスより小さくても、ロータリーバルブ１９に遊嵌された偏心ピン２０を軸として、回転軸６を軸受７内で、回転角度２７０度〜３６０度の間で当接させて、２点で支持された状態を作り出すことが可能となる。
【００２３】
実施の形態２
図４に実施の形態２に係るピストン式圧縮機のロータリーバルブの構造を示す。実施の形態１では、ロータリーバルブ１９が回転軸６のロータリーバルブ１９側の後端部に形成された偏心ピン２０に遊嵌されていた。これを変更して、実施の形態２においては、荷重方向変更部として回転軸６のロータリーバルブ２３側の後端部に所定の径方向に延伸した扁平な断面形状を有する扁平ピン２２を形成し、この扁平ピン２２に上記所定の径方向にスライド可能にロータリーバルブ２３を遊嵌したものである。その他の部分の構造は実施の形態１と同様である。
【００２４】
扁平ピン２２は、吐出行程完了時のシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ａを０度として、ロータリーバルブ１９の回転方向に、回転角度２７０度〜３６０度の間に対して延伸しており、このためロータリーバルブ２３は回転角度２７０度〜３６０度の間に向かってはスライド可能であるが、０〜９０度の間に向かってはスライドできないようになっている。このような扁平ピン２２とロータリーバルブ２３を用いても、吐出行程が完了したシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１ａに向けて回転軸６の後端部にラジアル荷重Ｆｒが作用すると、回転軸６の後端部は吸入ポート２１ａに対して回転角度２７０〜３６０度の間で軸受７の内周面に当接して抗力Ｆａを受けると共に、扁平ピン２２を介してロータリーバルブ２３から抗力Ｆｂを受け、これらの抗力Ｆａ及びＦｂとラジアル荷重Ｆｒとが釣り合った状態となる。
【００２５】
さらに、ロータリーバルブ２３から扁平ピン２２に作用する抗力Ｆｂの反作用として、ロータリーバルブ２３は扁平ピン２２から荷重Ｆｃを受け、この荷重Ｆｃによってロータリーバルブ２３は吸入ポート２１ａに対して回転角度０〜９０度の間でバルブ収容室１８の内周面に押し付けられることとなる。
その結果、実施の形態１と同様に、シリンダボア１２内が高圧状態となっている吐出行程を完了したシリンダボア１２に連通した吸入ポート２１ａ及び吐出行程あるいは圧縮行程にあるシリンダボア１２に連通した２１ｅからの冷媒ガスの漏出が効果的に防止される。
【００２６】
実施の形態３
実施の形態１及び２では、荷重方向変更部として、回転軸６に形成された偏心ピン２０あるいは扁平ピン２２にロータリーバルブ１９あるいは２３を遊嵌させていた。これを変更して、図２の状態で回転軸６の軸心に対してロータリーバルブ１９を偏心させて、回転軸６とロータリーバルブ１９とを固定して組み上げることにより、荷重方向変更部としてもよい。
これにより、実施の形態１及び２と同様に、圧縮機の運転中、冷媒ガスが高圧状態となっている吐出行程あるいは圧縮行程にあるシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１から、バルブ収容室１８内で冷媒ガスが漏出することを防止するという効果が得られる。
【００２７】
実施の形態４
図５に実施の形態４に係るピストン式圧縮機のロータリーバルブの構造を示す。実施の形態１では、回転軸６のロータリーバルブ１９側の後端部が軸受７によりシリンダブロック１に回転可能に支持されており、この回転軸６の後端部に形成された偏心ピン２０にロータリーバルブ１９が遊嵌されていた。これを変更して、実施の形態４においては、回転軸６の後端部を回転可能に支持する軸受を設けず、回転軸６の後端部に固定して組み上げられたロータリーバルブ４１をシリンダブロック１のバルブ収容室１８に収容したものである。その他の部分の構造は実施の形態１と同様である。
【００２８】
ロータリーバルブ４１は、ピストン１３により区画される各シリンダボア１２内の圧縮室２７とシリンダブロック１のバルブ収容室１８とを連通する各吸入ポート２１を選択的に開閉する円筒形状のバルブ部４１ａと、このバルブ部４１ａの軸方向端部に一体に固定された円柱形状の支持部４１ｂとから形成されており、支持部４１ｂが回転軸６の後端部に固定されている。
支持部４１ｂは回転軸６の径と同じ外径を有すると共に回転軸６に対して同軸上に配置され、バルブ部４１ａは支持部４１ｂより大きな外径を有すると共に支持部４１ｂに対して偏心して配置されており、これら支持部４１ｂとバルブ部４１ａは実施の形態１における図２の回転軸６とロータリーバルブ１９の状態と同様の位置関係を有している。すなわち本実施形態では、ロータリーバルブ４１の支持部４１ｂに対して、バルブ部４１ａを偏心させて、支持部４１ｂとバルブ部４１ａとを固定して組み上げることにより、荷重方向変更部を形成している。
【００２９】
図６に示されるように、このようなロータリーバルブ４１を収容するシリンダブロック１のバルブ収容室１８には、ロータリーバルブ４１のバルブ部４１ａが収容される部分１８ａと支持部４１ｂが収容される部分１８ｂとの間に段差を有している。また、バルブ収容室１８の部分１８ｂの内径は、実施の形態１における軸受７の内径と同じである。
【００３０】
このような構成とすることにより、回転軸６のロータリーバルブ４１側の後端部を回転可能に支持する軸受を設けなくても、実施の形態１〜３と同様に、圧縮機の運転中、ロータリーバルブ１９が、冷媒ガスが高圧状態となっている吐出行程あるは圧縮行程にあるシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１からバルブ収容室１８内で冷媒ガスが漏出することを防止するという効果が得られる。
なお、ロータリーバルブ４１の支持部４１ｂの外周面が当接するバルブ収容室１８の部分１８ｂの内面上に摩擦低減用のコーティングを施すことが望ましい。
【００３１】
実施の形態５
図７に実施の形態５に係るピストン式圧縮機のロータリーバルブの構造を示す。この実施の形態５においても、実施の形態４と同様に回転軸６の後端部を回転可能に支持する軸受を設けず、回転軸６の後端部に固定して組み上げられたロータリーバルブ５１をシリンダブロック１のバルブ収容室１８に収容したものである。その他の部分の構造は実施の形態１と同様である。
【００３２】
ロータリーバルブ５１は、ピストン１３により区画される各シリンダボア１２内の圧縮室２７とシリンダブロック１のバルブ収容室１８とを連通する各吸入ポート２１を選択的に開閉する円筒形状のバルブ部５１ａと、このバルブ部５１ａの軸方向端部に一体に固定された円柱形状の支持部５１ｂとから形成されており、支持部５１ｂが回転軸６の後端部に固定されている。
支持部５１ｂは回転軸６の径より大きな外径を有すると共に回転軸６に対して偏心して配置され、バルブ部５１ａは支持部５１ｂよりわずかに大きな外径を有すると共に支持部５１ｂに対して偏心して配置されており、これら支持部５１ｂとバルブ部５１ａは実施の形態１における図２の回転軸６とロータリーバルブ１９の状態と同様の偏心の関係を有して、互いに固定されている。すなわち本実施形態では、ロータリーバルブ５１の支持部５１ｂを回転軸６に対して偏心して配置し、さらにバルブ部５１ａを支持部５１ｂに対して偏心させて、支持部５１ｂとバルブ部５１ａとを固定して組み上げることにより、荷重方向変更部を形成している。
【００３３】
図８に示されるように、バルブ収容室１８は、ロータリーバルブ５１のバルブ部５１ａが収容される部分も支持部５１ｂが収容される部分も同じ内径を有している。
なお、回転軸６のロータリーバルブ５１側の後端部の外周面と、この回転軸６の後端部が貫通するシリンダブロック１の貫通孔１ａの内面との間には、回転軸６の回転に際して両者が接触しないようなクリアランスが形成されている。
【００３４】
このような構成とすることにより、回転軸６のロータリーバルブ５１側の後端部を回転可能に支持する軸受を設けなくても、実施の形態１〜４と同様に、圧縮機の運転中、ロータリーバルブ１９が、冷媒ガスが高圧状態となっている吐出行程あるいは圧縮行程にあるシリンダボア１２に連通する吸入ポート２１からバルブ収容室１８内で冷媒ガスが漏出することを防止するという効果が得られる。
【００３５】
以上説明したように、この発明によれば、吸入ポートからの冷媒ガスの漏出が効果的に防止される。特に二酸化炭素を冷媒ガスとする圧縮機に対しては、吐出行程又は圧縮行程にあるシリンダボアでは大変高圧となり、吐出行程又は圧縮行程にあるシリンダボアに連通する吸入ポートからの冷媒ガスの漏れが多くなるので、本発明は有用なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態１に係るピストン式圧縮機の構造を示す断面図である。
【図２】実施の形態１におけるロータリーバルブ付近の構造を模式的に示す図である。
【図３】実施の形態１におけるロータリーバルブに作用する力を示す図である。
【図４】実施の形態２におけるロータリーバルブ付近の構造を模式的に示す図である。
【図５】実施の形態４におけるロータリーバルブ付近の構造を模式的に示す図である。
【図６】実施の形態４におけるロータリーバルブ付近の構造を模式的に示す図である。
【図７】実施の形態５におけるロータリーバルブ付近の構造を模式的に示す図である。
【図８】実施の形態５におけるロータリーバルブ付近の構造を模式的に示す図である。
【図９】従来の圧縮機におけるロータリーバルブ付近の構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  シリンダブロック、２  フロントハウジング、３  弁形成体、４  リヤハウジング、５  クランク室、６  回転軸、７  軸受、８  回転支持体、９  斜板、１２  シリンダボア、１３  ピストン、１４  シュー、１５  吸入室、１６  吐出室、１７  容量制御弁、１８  バルブ収容室、１９，２３，４１，５１  ロータリーバルブ、２０  荷重方向変更部としての一部を構成する偏心ピン、２１  吸入ポート、２２  荷重方向変更部としての一部を構成する扁平ピン、２８  軸受、４１ａ，５１ａ  バルブ部、４１ｂ，５１ｂ  支持部。
【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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【図８】
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【図９】
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