(57)【要約】【課題】  ピストン型斜板式の圧縮機について、吸入圧力空間からシリンダボア作動室内へ冷媒ガスを供給するにあたり、圧縮機の高回転時と低回転時の双方において、かかる圧縮機の高効率化を得ることを可能とする。【解決手段】  圧縮機１の低回転時にはフラッパ弁３１の効率が良いため、このフラッパ弁３１を作動して吸入室１２から吸入用通路３０を介してシリンダボア作動室内２７に冷媒ガスを供給し、圧縮機１の高回転時にはロータリ弁３６の効率性が良いため、このロータリ弁３６を作動して吸入室１２から吸入用通路３５を介してシリンダボア作動室内２７に冷媒ガスを供給するという切り替えを行う。【選択図】  図１
2006170087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室を貫通してケーシングに回転自在に支持された駆動軸と、前記クランク室内に配されて前記駆動軸の回転に同期して回転する斜板と、前記斜板の回転に伴いシリンダボア内を往復摺動するピストンと、前記ケーシングを構成するリヤサイド部材に画成された吸入圧力空間とを少なくとも備えた斜板式ピストン型圧縮機において、
前記吸入圧力空間と前記シリンダボア作動室内とを直接に連通する第１の吸入通路を設け、この第１の吸入通路を開閉するフラッパ弁を配置すると共に、前記駆動軸の前記リヤサイド部材側端部に、一方端が前記吸入圧力空間と連通し他方端が前記シリンダボア作動室内と断続的に連通する第２の吸入通路を設けることでロータリ弁を構成し、このロータリ弁を構成する前記第２の吸入通路の一方端側の吸入用開口部には当該吸入用開口部を開閉する弁機構が設けられていることを特徴とする圧縮機の吸入圧力空間からの冷媒ガス供給機構。
【請求項２】
前記弁機構は、前記ロータリ弁の側面に形成した吸入用開口部近傍に揺動自在に設けられた薄板部を有して構成され、圧縮機の低回転時に前記薄板部のバネ力にて前記吸入用開口部を閉塞し、圧縮機の高回転時に遠心力を利用して前記薄板部自身のバネ力に抗して前記前記ロータリ弁の吸入用開口部から離反し当該吸入用開口部を開放するものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の吸入圧力空間からの冷媒ガス供給機構。
【請求項３】
前記弁機構は、第２の吸入通路のうち吸入用開口部を有する通路と連通する通路を有する弁座と、軸方向の一方が閉塞部で閉塞され他方の開口側で前記弁座と接合される覆体と、この覆体の側面に開口した通孔と、前記覆体内をその軸方向に沿って可動する弁体と、この弁体に対し前記閉塞部側に配された弾性部材とで少なくとも構成され、前記覆体の通孔が前記ロータリ弁の吸入用開口部と連通可能であり、前記弾性部材の弁体に対する付勢力が、圧縮機の低回転時では遠心力よりも大きく、圧縮機の高回転時では遠心力よりも小さく設定されているものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の吸入圧力空間からの冷媒ガス供給機構。
【請求項４】
前記弁機構は、前記覆体の閉塞部側にマグネットが配置され、前記弁体はこのマグネットと吸着可能な素材で形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の圧縮機の吸入圧力空間からの冷媒ガス供給機構。
【請求項５】
前記弁機構は、第２の吸入通路のうち吸入用開口部を有する通路と連通する通路を有する弁座と、軸方向の一方が閉塞部で閉塞され他方の開口側で前記弁座と接合される覆体と、この覆体の側面に開口した通孔と、前記覆体内をその軸方向に沿って可動する弁体と、この弁体に対し前記閉塞部側に配された弾性部材と、前記弁体の径方向外側にて電線が巻装して形成され電圧が印加される電磁コイルとで少なくとも構成され、前記覆体の通孔が前記ロータリ弁の吸入用開口部と連通可能であり、前記弾性部材の弁体に対する付勢力にて当該弁体が前記通孔を閉塞していると共に、前記電磁コイルに電圧が印加されることで前記弁体が前記弾性部材の付勢力に抗して前記筒状体の閉塞側に引き寄せられて前記通孔を開放するものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の吸入圧力空間からの冷媒ガス供給機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両用空調装置に用いられる斜板式ピストン型圧縮機であって、吸入圧力空間からシリンダボア作動室内へ冷媒ガスを供給する機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両用空調装置に用いられる斜板式ピストン型圧縮機の種類としては、特許文献１に示されるような電動モータで駆動軸を駆動する電動式のピストン型圧縮機や、特許文献２に示されるような駆動軸の先端が外部に突出し、この駆動軸の先端とプーリとを連結してエンジンとベルトを介して連動させることにより駆動軸を駆動するベルト駆動式のピストン型圧縮機が既に公知となっている。
【０００３】
そして、このうち特許文献１に記載の圧縮機にあっては、吸入室からシリンダボア作動室内へ冷媒ガスを供給するための機構として、リヤサイド部材に画成されて蒸発器と連通する吸入口が接続された吸入室と、この吸入室とシリンダボア作動室内とを連通するバルブプレートに形成された吸入孔と、前記バルブプレートのフロント側端面に設けられてこの吸入孔を開閉する吸入弁（フラッパ弁型のもの）とが示されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の圧縮機にあっては、その冷媒ガス吸入案内機構として、駆動軸の軸方向のリヤ側にロータリ弁を配置し、このロータリ弁は、駆動軸に対し軸方向反対側に開口し、このロータリ弁の軸方向に沿って延びた後途中で当該ロータリバルブ径方向に曲折してロータリ弁が所定の回転位置にあるときにシリンダボア作動室内と連通するように開口した吸入通路が形成されたものとなっている。
【特許文献１】特開２００１−２００７８５号公報
【特許文献２】特開平５−１６４０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
もっとも、特許文献１に示すような吸入室からシリンダボア作動室内へ冷媒ガスを供給する機構の構造では、吸入弁の種類としてフラッパ弁のみを用いるので、圧縮機の低回転時の場合に比し高回転時では弁応答遅れ等が生ずるため圧縮機の効率が低下するという不具合を有する。
【０００６】
また、特許文献２に示される吸入室からシリンダボア作動室内へ冷媒ガスを供給する冷媒ガス吸入案内機構では、吸入弁の種類としてロータリ弁のみを用いるので、圧縮機の高回転時でその圧縮機の効率が高くなるように弁開閉時期や弁の形状を決定した場合には、圧縮機の低回転時における圧縮機の最適効率化を図ることができないことから、圧縮機の低回転時における効率低下を許容しなければならないという不具合を有する。
【０００７】
そこで、本発明は、吸入圧力空間からシリンダボア作動室内へ冷媒ガスを供給するにあたり、圧縮機の高回転時と低回転時の双方において、かかる圧縮機の高効率化を得ることが可能な圧縮機の吸入圧力空間からの冷媒ガス供給機構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】
【０００８】
本発明に係る圧縮機の吸入圧力空間からの冷媒ガス供給機構は、クランク室を貫通してケーシングに回転自在に支持された駆動軸と、前記クランク室内に配されて前記駆動軸の回転に同期して回転する斜板と、前記斜板の回転に伴いシリンダボア内を往復摺動するピストンと、前記ケーシングを構成するリヤサイド部材に画成された吸入圧力空間とを少なくとも備えた斜板式ピストン型圧縮機において、前記吸入圧力空間と前記シリンダボア作動室内とを直接に連通する第１の吸入通路を設け、この第１の吸入通路を開閉するフラッパ弁を配置すると共に、前記駆動軸の前記リヤサイド部材側端部に、一方端が前記吸入圧力空間と連通し他方端が前記シリンダボア作動室内と断続的に連通する第２の吸入通路を設けることでロータリ弁を構成し、このロータリ弁を構成する前記第２の吸入通路の一方端側の吸入用開口部には当該吸入用開口部を開閉する弁機構が設けられていることを特徴としている（請求項１）。このうち、斜板式ピストン型圧縮機としては、内蔵された電動モータを利用した電動式、ベルト駆動式のいずれのものであっても良く、また、固定容量型、可変容量型のいずれのものであっても良く、更に、スワッシュプレート式、ワブルプレート式、片側斜板式、両斜板式のいずれのものであっても良い。また、吸入圧力空間は、吸入室に限定されず、例えば吸入室と同一圧力のモータ室等であっても良い。更に、弁機構は、例えばシリンダボアが６筒ある場合にその全てに設ける場合に限定せず、例えばシリンダボア６筒のうち３筒にのみ設ける場合であっても良い。そして、この弁機構の開弁は、駆動軸回転による遠心力その他の外部入力を利用し、且つこの弁機構の閉弁は、弾性部材による付勢力（復元力）を利用したもので、弁機構を構成する弁体、弾性部材等の各部材の素材、形状、個数、取付位置は特に限定しないが、以下のものを例示することは可能である。
【０００９】
すなわち、前記弁機構は、前記ロータリ弁の側面に形成した吸入用開口部近傍に揺動自在に設けられた薄板部を有して構成され、圧縮機の低回転時に前記薄板部のバネ力にて前記吸入用開口部を閉塞し、圧縮機の高回転時に遠心力を利用して前記薄板部自身のバネ力に抗して前記前記ロータリ弁の吸入用開口部から離反し当該吸入用開口部を開放するものが挙げられる（請求項２）。
【００１０】
また、前記弁機構は、第２の吸入通路のうち吸入用開口部を有する通路と連通する通路を有する弁座と、軸方向の一方が閉塞部で閉塞され他方の開口側で前記弁座と接合される覆体と、この覆体の側面に開口した通孔と、前記覆体内をその軸方向に沿って可動する弁体と、この弁体に対し前記閉塞部側に配された弾性部材とで少なくとも構成され、前記覆体の通孔が前記ロータリ弁の吸入用開口部と連通可能であり、前記弾性部材の弁体に対する付勢力が、圧縮機の低回転時では遠心力よりも大きく、圧縮機の高回転時では遠心力よりも小さく設定されているものが挙げられる（請求項３）。
【００１１】
前記請求項３に係る弁機構は、前記弁機構は、前記覆体の閉塞部側にマグネットが配置され、前記弁体はこのマグネットと吸着可能な素材で形成されたものとしても良い（請求項４）。
【００１２】
更に、前記弁機構は、第２の吸入通路のうち吸入用開口部を有する通路と連通する通路を有する弁座と、軸方向の一方が閉塞部で閉塞され他方の開口側で前記弁座と接合される覆体と、この覆体の側面に開口した通孔と、前記覆体内をその軸方向に沿って可動する弁体と、この弁体に対し前記閉塞部側に配された弾性部材と、前記弁体の径方向外側にて電線が巻装して形成され電圧が印加される電磁コイルとで少なくとも構成され、前記覆体の通孔が前記ロータリ弁の吸入用開口部と連通可能であり、前記弾性部材の弁体に対する付勢力にて当該弁体が前記通孔を閉塞していると共に、前記電磁コイルに電圧が印加されることで前記弁体が前記弾性部材の付勢力に抗して前記筒状体の閉塞側に引き寄せられて前記通孔を開放するものが挙げられる（請求項５）。この弁機構は、請求項１から請求項４に記載の弁機構と同様にロータリ弁の側面に吸入用開口部を設けてこの吸入用開口部に取り付けても良いし、ロータリ弁の軸方向端部に吸入用開口部を設けてこの吸入用開口部に取り付けるようにしても良い。
【発明の効果】
【００１３】
これらの発明によれば、圧縮機の低回転時にはフラッパ弁の効率が良いため、このフラッパ弁を作動して吸入圧力空間から第１の吸入通路を介してシリンダボア作動室内に冷媒ガスを供給し、圧縮機の高回転時にはロータリ弁の効率性が良いため、このロータリ弁を作動して吸入圧力空間から主に第２の吸入通路を介してシリンダボア作動室内に冷媒ガスを供給するという切り替えを行うことが可能であるので、圧縮機のいずれの回転数域であっても圧縮機の効率を相対的に高く保つことが可能である。
【００１４】
すなわち、例えば電動式圧縮機の場合には、フラッパ弁のみでは一般に高回転時において悪化する圧縮効率特性を改善することができ、また例えばベルト駆動式圧縮機の場合には、ロータリ弁のみでは低回転時において圧縮機の効率性が低下するという圧縮効率特性を改善することができ、アイドリング時の効率向上を図ることができる。
【００１５】
特に、請求項４に記載の弁機構では、当該弁機構の作動切り替えを相対的に明確化することが可能であり、請求項５に記載の弁機構では、当該弁機構の作動切り替えを相対的に明確化すると共に切り替え時の圧縮機の回転数を任意に制御することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施形態を図面により説明する。
【００１７】
図１において、この発明が用いられるピストン型斜板式の圧縮機の一例として電動式の圧縮機１が示されている。この圧縮機１は、車両用空調装置に用いられ、公知の冷凍サイクルの一部を構成する。すなわち、この圧縮機１は、図示しない蒸発器で低温低圧化された冷媒ガスを圧縮して高温高圧化し、この圧縮された冷媒ガスを図示しない凝縮器に送り出す作用をなすものである。
【００１８】
この圧縮機１の構成を説明すると、シリンダブロック２と、このシリンダブロック２のフロント側に固定されるフロントサイド部材３と、前記シリンダブロック２のリヤ側に固定されるリヤサイド部材４と、前記フロントサイド部材３よりも更にフロント側に配置され後述の電動モータ２０を収納するモータ収納用部材５と、駆動軸１４とを備え、これらシリンダブロック２、フロントサイド部材３、リヤサイド部材４及びモータ収納用部材５は、図示しない複数本の締結ボルトをシリンダボア軸方向に沿って挿通させて相互に接合し固定することにより略円筒状のケーシング１ａを構成している。
【００１９】
そして、フロントサイド部材３とモータ収納用部材５とをプレート７を介して接合することによりモータ室８が画成され、フロントサイド部材３とシリンダブロック２とを接合することによりクランク室９が画成され、更にシリンダブロック２とリヤサイド部材４とをプレート１１を介して接合することによりリヤサイド部材４に吸入室１２と吐出室１３とが画成されている。
【００２０】
吸入室１２は、シリンダボア作動室２７に供給する冷媒ガスを収容するためのもので、リヤサイド部材４の中央部分に形成されており、図示しない蒸発器の出口側に通じる吸入口３２に連通すると共にシリンダボア作動室２７に連通可能となっている。吐出室１３は、シリンダボア作動室２７から吐出された冷媒ガスを収容するためのもので、吸入室１２の周囲に連続的に形成されており、図示しない凝縮器の入口側に通じる吐出口３３に連通すると共にシリンダボア作動室２７に連通可能となっている。
【００２１】
また、駆動軸１４は、モータ収納用部材５から、プレート７、フロントサイド部材３のクランク室９内、シリンダブロック２内を挿通してリヤサイド部材４の吸入室１２内にまで達しているもので、モータ収納用部材５に設けられた軸受け機構１５及びフロントサイド部材３に設けられた軸受け機構１６を介して回転可能に取付られている。この駆動軸１４に対する回転力はモータ室８内に収納された電動モータ２０により与えられ、この電動モータ２０は、ステータ１８と当該駆動軸１４に対し一体的に回転可能に取付られたロータ１９とで構成されている。
【００２２】
そして、シリンダブロック２には、前記駆動軸１４の周囲を取り囲むように、当該駆動軸１４を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア２１が形成されている。それぞれのシリンダボア２１内には、中空状の頭部２２ａと尾部２２ｂとで構成された片頭ピストン２２が往復摺動可能に挿入されている。この片頭ピストン２２の頭部２２ａと尾部２２ｂとには、シュー２３を配するために凹状の湾曲面を有するシュー受け部が対峙して形成されている。
【００２３】
更には、シリンダブロック２のシリンダボア２１と連通するクランク室９内に、駆動軸１４と一体に回転するスラストフランジ２４が固定されている。このスラストフランジ２４は、フロントサイド部材３に対して軸受機構２５を介して回転自在に支持されている。スラストフランジ２４には斜板２６が一体的に連結されており、この斜板２６は、スラストフランジ２４の回転に同期して一体に回転するようになっている。斜板２６は、その周縁部分が前後に挟み込むように設けられた一対のシュー２３を介して片頭ピストン２２の尾部２２ｂに係留されている。
【００２４】
したがって、駆動軸１４が回転するとこれに伴って斜板２６も回転し、この斜板２６の回転運動がシュー２３を介して片頭ピストン２２の往復直線運動に変換され、この片頭ピストン２２の往復動により、シリンダボア２１内において片頭ピストン２２とプレート１１との間に形成されるシリンダボア作動室２７の容積が変更されるようになっている。
【００２５】
ところで、吸入室１２からシリンダボア作動室２７内へ冷媒ガスを供給する機構として、本願発明は以下のような２つの吸入弁機構を備えている。このうち、吸入室１２からシリンダボア作動室２７内へ冷媒ガスを供給する第１の吸入弁機構は、プレート１１の駆動軸１４が挿通される通孔２９の周囲に、それぞれのシリンダボア２１に対応して第１の吸入通路３０を形成し、この第１の吸入通路３０をプレート１１のフロント側端面に吸入弁として設けられたフラッパ弁３１によって開閉することで構成されている。尚、フラッパ弁３１はこの実施形態では更にリード弁となっている。
【００２６】
また、吸入室１２からシリンダボア作動室２７内へ冷媒ガスを供給する第２の吸入弁機構は、駆動軸１４のリヤサイド部材４側の端部に対し、一方端が吸入室１２と連通し他方端がシリンダボア作動室２７内と断続的に連通する第２の吸入通路３５を設けることで、ロータリ弁３６として構成されている。
【００２７】
すなわち、このロータリ弁３６は、駆動軸１４内をその軸方向に延びる通路３５ａと、駆動軸１４の吸入室１２内に突出した部位にて駆動軸１４内をその径方向に延びてこの吸入室１２と連通する吸入用開口部を有する通路３５ｂと、駆動軸１４のシリンダボアと略並行となる部位にて駆動軸１４内をその径方向に延びて吐出用開口部を有する通路３５ｃとで略Ｕ字状をなし、駆動軸１４の一部として当該駆動軸１４と一体に回動する。これにより、このロータリ弁３６は、吐出用開口部がシリンダブロック２に形成された通路３５ｄと断続的に連通する。
【００２８】
これに対し、シリンダボア作動室２７から吐出室１３に冷媒ガスを排出する機構は、プレート１１にシリンダボア２１に対応して吐出通路３７を形成し、この吐出通路３７をプレート１１のリア側端面に設けられた吐出弁３８によって開閉することで構成されている。
【００２９】
そして、ロータリ弁３６の通路３５ｂの吸入用開口部には、図２及び図３に示されるように、この吸入用開口部を開閉するための弁機構３９が配置されている。この弁機構３９は、板バネ・リード弁でチェック弁（逆止め弁）としての機能も果たし、ロータリ弁３６の側面と略同じ曲率半径（Ｒ）の円弧状の内周面を有する薄板部４０を有すると共に、この薄板部４０の周方向の一方端とロータリ弁３６の側面とを固定部材４１により揺動自在に固定したもので、この薄板部４０の周方向の他方端には外側に向けて曲折して形成された曲折部分４２を有している。
【００３０】
この弁機構３９は、通路３５ｂの吸入用開口部の閉塞を、図２（ａ）に示されるように薄板部４０の内側面がロータリ弁３６の側面に密着することで行ない、通路３５ｂの吸入用開口部の開放を、図２（ｂ）に示されるように薄板部４０が図２（ａ）に示される状態から固定部材４１を支点として揺動しロータリ弁３６の側面から離反することで行なう。
【００３１】
この弁機構３９に対して加わる外部入力は、通路３５ｂの吸入用開口部の閉塞用としては薄板部４０の内側面がロータリ弁３６の側面に密着しようとする薄板部４０自身のバネ力であり、通路３５ｂの吸入用開口部の開放用としては図３で矢印Ａとして示される合力である。
【００３２】
すなわち、この弁機構３９は、常時ロータリ弁３６が回動すると薄板部４０に対し矢印Ｂとして示す遠心力及び曲折部分４２の面に対し矢印Ｃとして示す冷媒ガスの押圧力が常時働き、この遠心力と冷媒ガス押圧力との合成として矢印Ａ方向への合力が常時働いている。しかしながら、薄板部４０の内側面がロータリ弁３６の側面に密着しようとする薄板部４０自身のバネ力を、圧縮機の低回転時では矢印方向Ａへの合力よりも大きくなるように設定している。このため、圧縮機の回転数がある程度の高回転数となることで、矢印Ｂ方向への遠心力及び矢印Ｃ方向への冷媒ガス押圧力が増大してその合力も増大し、薄板部４０の有するバネ力に抗して当該薄板部４０がロータリ弁３６の側面から次第に離れて吸入用開口部を暫時開放することが可能となる。すなわち、図４に示されるように、弁機構３９のリフト量は、圧縮機の回転数により全閉から全開までの間で暫時増減し、そのリフト量に応じてフラッパ弁作動域、ロータリ弁作動域及びその間の遷移域が形成される。
【００３３】
尚、前述のフラッパ弁３１は、圧縮機の回転数が低回転時では動作しているが、所定以上の高回転時となった場合には開閉動作が行なわれなくなるか、或いはフラッパ弁３１のリフト量が小さくなる等して第１の吸入通路３０からの冷媒ガス吸入流量は低下する。
【００３４】
以上に示すフラッパ弁３１とロータリ弁３６とを併用することにより、図５に示されるように、フラッパ弁のみを用いた場合では圧縮機の回転数が５００位から１２００位までは圧縮機の効率が相対的に高いが、この圧縮機の回転数が１２００位を越えるような高回転数からは次第に圧縮機の効率が低下し、ロータリ弁のみを用いた場合では圧縮機の回転数が１３００位から２５００位までは圧縮機の効率が相対的に高いが、この圧縮機の回転数が１３００よりも下がるような低回転数からは次第に圧縮機の効率が低下するところ、低回転時から高回転時或いは高回転時から低回転時に圧縮機の回転数が増減するのに対応して、フラッパ弁３１の作動とロータリ弁３６との作動とが機械的に切り替わることにより圧縮機の全体な効率を相対的に高い状態に保つことができる。
【００３５】
但し、ロータリ弁３６及び弁機構３９の構造は、これまで説明してきたものに限定されず、図６（ａ）から（ｄ）に示されるような構造であっても良い。
【００３６】
このうち、図６（ａ）に示されるロータリ弁３６は、第２の吸入通路３５の通路３５ｂが複数（この実施形態では２つ）形成され、これに伴い吸入用開口部も複数（２つ）となっているところ、一つの弁機構３９によりこれらの吸入用開口部を開閉するものとなっている。図６（ｂ）に示されるロータリ弁３６は、第２の吸入通路３５の通路３５ａから通路３５ｂの延出方向がロータリ弁３６の中心から径方向に延びる軸線に対しオフセットされたものとなっている。尚、上記２つの実施形態では弁機構３９の構造は上述した実施形態と同様なので同一の符号を付してその説明を省略した。
【００３７】
これに対し、図６（ｃ）に示される弁機構３９は、薄板部４０について固定部材４１で固定された側から曲折部分４２に向うに従い横幅が暫時細くなっていく形状をなしている。また、図６（ｄ）に示される弁機構３９は、薄板部４０について固定部材４１と曲折部分４２との略中間部位が短手方向の両側から内側に窪むことでその横幅の一部が細くなっている形状をなしている。尚、上記２つの実施形態ではロータリ弁３６の構造は図２や図３で説明した実施形態と同様なので同一の符号を付してその説明を省略した。
【００３８】
しかるに、図６（ｃ）及び図６（ｄ）の図２及び図３で示す薄板部４０に対して変形した薄板部４０を用いた弁機構３９は、そのリフト量を縦軸とし圧縮機の回転数を横軸とした場合に示される特性線において、フラッパ弁３１の作動域からロータリ弁３６の作動域に移り或いはロータリ弁３６の作動域からフラッパ弁３１の作動域に移る遷移域を、相対的に幅の狭いものとすることができ、弁機構３９が全開でなく中途に開放されている状態を少なくすることが可能である。
【００３９】
また、ロータリ弁３６及び弁機構３９の構造は、図８に示されるように、通路３５ｂを例えば通路３５ａを中心として放射状に複数（この実施形態では４つ）形成し、吸入用開口部も複数（４つ）に設けると共に、弁機構３９もこの吸入用開口部の数に応じて配置するようにしても良い。この弁機構３９は、薄板部４０と、薄板部４０の長手方向の一方端を揺動可能に固定する固定部材４１と、薄板部４０の固定部材４１とは反対側端に形成された曲折部分４２とで構成されるものであることは先の実施形態と同様であるが、薄板部４０が隣り合う薄板部４０と重ならないように各薄板部４０がロータリ弁３６の径方向に沿って延びるに従い同じ周方向にずれた形状となっている。
【００４０】
そして、図９から図１６において、これまで説明してきた弁機構３９とは構造的に異なる弁機構４４、５２、５５が示されている。
【００４１】
弁機構４４は、図９（ａ）に示されるようにロータリ弁３６の吸入用開口部に取り付けられるコイルバネ・ポペット弁で、チェック弁（逆止め弁）としての機能も果たしている。この弁機構４４の構造を図９（ｂ）及び（ｃ）を用いて説明すると、内部に通路３５ｂと連通する通路４５を有する弁座４６と、筒状体及びその軸方向の一方側を閉塞する閉塞部から構成されると共に前記筒状体の側面に周方向に沿って並設された通孔４８を有して成る覆体４７と、この覆体４７内に収納されて当該覆体４７の軸方向に沿って可動する弁体４９と、この弁体４９と覆体４７の閉塞部との間に配置されたコイルバネ５０とで構成されている。そして、弁体４９が弁座４６から離れた時に通孔４８と吸入通路３５の通路３５ｂとが弁座４６内の通路４５を介して連通し、冷媒ガスが吸入室１２からシリンダボア作動室２７内へ送られる。
【００４２】
この弁機構４４に対して加わる外部入力は、通路３５ｂの吸入用開口部の閉塞用としてはコイルバネ５０が弁体４９を弁座４６側に押圧する付勢力であり、通路３５ｂの吸入用開口部の開放用としてはロータリ弁３６と一緒に弁機構４４が回動する際に弁体４９を覆体４７の閉塞部側に押圧する遠心力である。
【００４３】
すなわち、この弁機構４４は、常時ロータリ弁３６が回動すると弁体４９に対し覆体４７の閉塞部側への遠心力が働いているが、コイルバネ５０の付勢力を、圧縮機の低回転時では前記遠心力よりも強くなるように設定している。このため、図１０に示されるように圧縮機の回転数がある程度の高回転数となることで、弁体４９を覆体４７の閉塞部側に押圧する遠心力が増大し、コイルバネ５０の付勢力に抗して弁体４９が弁座４６から次第に離れて吸入用開口部を暫時開放することが可能となる。すなわち、図１０に示されるように、弁機構４４のリフト量は、圧縮機の回転数により全閉から全開までの間で暫時増減し、そのリフト量に応じてフラッパ弁作動域、ロータリ弁作動域及びその間の遷移域が形成される。
【００４４】
尚、通路３５ｂの吸入用開口部の閉塞用として、コイルバネ５０の代わりに図示しないが非線形バネを用いるようにしても良い。この非線形バネの付勢力も圧縮機の低回転時では弁体４９を覆体４７の閉塞部側に押圧する遠心力が強くなるように設定されている。この非線形バネを用いることで、図１１に示されるように、弁機構４４のリフト量を縦軸とし圧縮機の回転数を横軸とした場合に示される特性線では、フラッパ弁３１の作動域からロータリ弁３６の作動域に移り或いはロータリ弁３６の作動域からフラッパ弁３１の作動域に移る遷移域を、コイルバネ５０の場合に比し相対的に幅の狭いものとすることができ、弁機構４４が全開でなく中途に開放されている状態を少なくすることが可能である。
【００４５】
但し、ロータリ弁３６及び弁機構４４の構造は、これまで説明してきたものに限定されず、例えば図１２（ａ）及び（ｂ）に示されるような構造であっても良い。すなわち、通路３５ｂを例えば通路３５ａを中心として放射状に複数（この実施形態では４つ）形成し、吸入用開口部も複数（４つ）に設けると共に、弁機構４４もこの吸入用開口部の数に応じて配置するようにしても良い。尚、各弁機構４４の構造はこれまで説明したものと同様であるので同一の符号を付してその説明を省略した。
【００４６】
弁機構５２は、ロータリ弁３６の吸入用開口部に取り付けられるバネ・マグネット・ポペット弁で、チェック弁（逆止め弁）としての機能も果たしている。この弁機構５２の構造を図１３（ａ）及び（ｂ）を用いて説明すると、内部に通路３５ｂと連通する通路４５を有する弁座４６と、側面に通孔４８を有す覆体４７と、この覆体４７内に収納され当該覆体４７の軸方向に沿って可動する弁体４９と、この弁体４９と覆体４７の閉塞部との間に配置されたコイルバネ５０とで構成されている点では弁機構４４と同様であるが、覆体４７の閉塞部側にマグネット５３が設けられていると共に前記弁体４９が鉄等のマグネットと吸着可能な素材で形成されているという特徴を有する。一方、弁体４９が弁座４６から離れた時に通孔４８と吸入通路３５の通路３５ｂとが弁座４６内の通路４５を介して連通し、冷媒ガスが吸入室１２からシリンダボア作動室２７内へ送られるという作用は共通している。
【００４７】
この弁機構５２に対して加わる外部入力は、通路３５ｂの吸入用開口部の閉塞用としてはコイルバネ５０が弁体４９を弁座４６側に押圧する付勢力であり、通路３５ｂの吸入用開口部の開放用としてはロータリ弁３６が回動する際に弁体４９を覆体４７の閉塞部側に押圧する遠心力及びマグネット５３から一定距離内ではマグネット５３の磁力である。
【００４８】
すなわち、この弁機構５２は、常時ロータリ弁３６が回動すると弁体４９に対し覆体４７の閉塞部側への遠心力が働いているが、圧縮機の低回転時では前記遠心力よりもコイルバネ５０の付勢力が強くなるように設定している。
【００４９】
このため、図１３に示されるように圧縮機の回転数がある程度の高回転数となることで、弁体４９を覆体４７の閉塞部側に押圧する遠心力が増大し、コイルバネ５０の付勢力に抗して弁体４９が弁座４６から次第に離れる。これに伴い弁体４９はマグネット５３に次第に近接していくことにもなり、ある距離からはマグネット５３の磁力も弁体４９に及ぶ。
【００５０】
すなわち、図１４に示されるように、弁機構５２のリフト量が圧縮機の回転数により全閉から全開までの間で変動し、そのリフト量に応じてフラッパ弁作動域、ロータリ弁作動域及びその間の遷移域が形成される。しかも、弁機構５２の開弁にあたってはコイルバネ５０の付勢力にマグネット５３の磁力が外部入力として追加されるので、前述の弁機構４４の場合に比し、図１４の実線に示されるように、弁機構５２の当該リフト量を縦軸とし圧縮機の回転数を横軸とした場合に示される特性線では、フラッパ弁３１の作動域からロータリ弁３６の作動域に移り或いはロータリ弁３６の作動域からフラッパ弁３１の作動域に移る遷移域を、弁機構４４の場合に比し相対的に幅の狭いものとすることができ、弁機構５２が全開でなく中途に開放されている状態を少なくすることが可能である。これに対し、弁機構５２の閉弁にあたってはマグネット５３の磁力が弁体４９が弁座４６側に近接する作用に対し抗力として働くので、その遷移域が図１４の破線に示されるように開弁時に対し圧縮機の回転数が低回転の場合にずれる。
【００５１】
尚、この弁機構５２においてもコイルバネ５０の代わりに非線形バネを用いても良い。非線形バネを用いることにより、一層、フラッパ弁３１の作動域からロータリ弁３６の作動域に移り或いはロータリ弁３６の作動域からフラッパ弁３１の作動域に移る遷移域を相対的に幅の狭いものとすることができ、弁機構５２が全開でなく中途に開放されている状態をより少なくすることが可能である。
【００５２】
弁機構５５は、ロータリ弁３６の吸入用開口部に取り付けられる電磁弁で、チェック弁（逆止め弁）としての機能も果たしている。この弁機構５５は、図１５に示す実施形態では、ロータリ弁３６の吸入通路３５に対して通路３５ｂをなくし通路３５ａが駆動軸１４の軸方向に延びる吸入用開口部を設けるものとして構成して、このロータリ弁３６の軸方向端に設けられた吸入用開口部に取り付けられている。
【００５３】
弁機構５５の構造をこの図１５を用いて説明すると、内部に通路３５ｂと連通する通路４５を有する弁座４６と、筒状体及びその軸方向の一方側を閉塞する閉塞部から構成されると共に前記筒状体の側面に周方向に沿って並設された通孔４８を有して成る覆体４７と、この覆体４７内に収納されて当該覆体４７の軸方向に沿って可動する弁体４９と、この弁体４９と覆体４７の閉塞部との間に配置されたコイルバネ５０と、弁体４９の径方向外側に配置された電磁コイル５７とで少なくとも構成されている。
【００５４】
電磁コイル５７は電線を巻装して形成され図示しない電気回路を介して断続電圧が印加される。そして、弁体４９が弁座４６から離れた時に通孔４８と吸入通路３５の通路３５ｂとが弁座４６内の通路４５を介して連通し、冷媒ガスが吸入室１２からシリンダボア作動室２７内へ送られる。
【００５５】
この弁機構５５に対して加わる外部入力は、吸入通路３５の吸入用開口部の閉塞用としてはコイルバネ５０が弁体４９を弁座４６側に押圧する付勢力であり、吸入通路３５の吸入用開口部の開放用としては電磁コイル５７に電流を印加することによりコイルバネ５０の付勢力に抗するように弁体４９に加わる電磁力である。
【００５６】
すなわち、この弁機構５５は、ロータリ弁３６の回転で生ずる遠心力を利用しないものであり、フラッパ弁３１の作動域とロータリ弁３６との相互の切り替えは、図示しない回転数検出装置等で圧縮機の回転数を検出し、その結果、低回転数と判断すれば電磁コイル５７への電流印加をオフし、高回転数と判断すれば電磁コイル５７への電流印加をオンするというように電気的に行なわれる。このため、弁機構５５のリフト量についても圧縮機の回転数に影響されず、図１６に示されるように瞬時に切り替えることが可能であり、フラッパ弁３１の作動域とロータリ弁３６の作動域との間で遷移域なしとすることができる。
【００５７】
上記のような弁機構４４、５２、５５を採択した場合でも、フラッパ弁３１とロータリ弁３６とを併用することにより、低回転時から高回転時或いは高回転時から低回転時に圧縮機の回転数が変化するのに対応して、フラッパ弁３１の作動とロータリ弁３６との作動とを圧縮機の効率の良い方に切り替えることにより圧縮機の全体な効率を相対的に高い状態に保つことができる。そして、ロータリ弁３６の吸入用開口部に弁機構５２を取り付けることにより、当該弁機構５２の作動切り替えを相対的に明確化することが可能となる。また、ロータリ弁３６の吸入用開口部に弁機構５５を取り付けることにより、当該弁機構５５の作動切り替えを相対的に明確化すると共に切り替え時の圧縮機の回転数を任意に制御することが可能となる。
【００５８】
この発明が用いられるピストン型斜板式の圧縮機１は図１に示される電動式のものに限定されず、例えば図１７に示されるようなベルト駆動式のものであっても良い。このベルト駆動式の圧縮機１について当該図１７を用いて以下に説明する。
【００５９】
この圧縮機１も、車両用空調装置に用いられ、公知の冷凍サイクルの一部を構成する。すなわち、この圧縮機１は、図示しない蒸発器で低温低圧化された冷媒ガスを圧縮して高温高圧化し、この圧縮された冷媒ガスを図示しない凝縮器に送り出す作用をなすものである。
【００６０】
この圧縮機１の構成を説明すると、シリンダブロック２と、このシリンダブロック２のフロント側に固定されるフロントサイド部材３と、前記シリンダブロック２のリヤ側に固定されるリヤサイド部材４と、駆動軸１４とを備え、これらシリンダブロック２、フロントサイド部材３、及びリヤサイド部材４は、締結ボルト１０をシリンダボア軸方向に沿って挿通させて相互に接合し固定することにより略円筒状のケーシング１ａを構成している。
【００６１】
そして、フロントサイド部材３とシリンダブロック２とを接合することによりクランク室９が画成され、更にシリンダブロック２とリヤサイド部材４とをプレート１１を介して接合することによりリヤサイド部材４に吸入室１２と吐出室１３とが画成されている。
【００６２】
吸入室１２は、シリンダボア作動室２７に供給する冷媒ガスを収容するためのもので、リヤサイド部材４の中央部分に形成されており、図示しない蒸発器の出口側に通じる吸入口３２に所定の流路を経て連通すると共にシリンダボア作動室２７に連通可能となっている。吐出室１３は、シリンダボア作動室２７から吐出された冷媒ガスを収容するためのもので、吸入室１２の周囲に連続的に形成されており、図示しない凝縮器の入口側に通じる吐出口３３に連通すると共にシリンダボア作動室２７に連通可能となっている。
【００６３】
駆動軸１４は、クランク室９内に主に収納されているもので、その一方端がフロントサイド部材３から突出し、この突出部分は図示しない走行用エンジンとベルト及びプーリを介して接続され、エンジンの動力が伝達されて回転するようになっている。また、駆動軸１４の反対側端は、シリンダブロック２内を挿通してリヤサイド部材４の吸入室１２内にまで達している。そして、この駆動軸１４は、フロントサイド部材３及びシリンダブロック２にベアリング等を介して回転自在に保持されている。
【００６４】
そして、シリンダブロック２には、前記駆動軸１４の周囲を取り囲むように、当該駆動軸１４を中心とする円周上に等間隔に配された複数のシリンダボア２１が形成されている。それぞれのシリンダボア２１内には、中空状の頭部２２ａと尾部２２ｂとで構成された片頭ピストン２２が往復摺動可能に挿入されている。この片頭ピストン２２の頭部２２ａと尾部２２ｂとには、シュー２３を配するために凹状の湾曲面を有するシュー受け部が対峙して形成されている。
【００６５】
更には、シリンダブロック２のシリンダボア２１と連通するクランク室９内に、駆動軸１４と一体に回転するスラストフランジ２４が固定されている。このスラストフランジ２４は、フロントサイド部材３に対して軸受機構２５を介して回転自在に支持されている。スラストフランジ２４には斜板２６がリンク機構１７を介して連結されており、この斜板２６は、駆動軸１４上に設けられたヒンジボール２８を中心に傾動可能に取り付けられているもので、スラストフランジ２４の回転に同期して一体に回転するようになっている。そして、斜板２６は、その周縁部分が前後に挟み込むように設けられた一対のシュー２３を介して片頭ピストン２２の尾部２２ｂに係留されている。
【００６６】
したがって、このベルト駆動式の圧縮機１も、上記構成より、駆動軸１４が回転するとこれに伴って斜板２６も回転し、この斜板２６の回転運動がシュー２３を介して片頭ピストン２２の往復直線運動に変換され、この片頭ピストン２２の往復動により、シリンダボア２１内において片頭ピストン２２とプレート１１との間に形成されるシリンダボア作動室２７の容積が変更されるようになっている。
【００６７】
ところで、このベルト駆動式の圧縮機１は、吸入室１２からシリンダボア作動室２７内へ冷媒ガスを供給する機構として、本願発明は以下のような２つの吸入弁機構を備えている。このうち吸入室１２からシリンダボア作動室２７内へ冷媒ガスを供給する第１の吸入弁機構は、プレート１１の駆動軸１４が挿通される通孔２９の周囲に、それぞれのシリンダボア２１に対応して第１の吸入通路３０を形成し、この第１の吸入通路３０をプレート１１のフロント側端面に吸入弁として設けられたフラッパ弁３１によって開閉することで構成されている。尚、フラッパ弁３１はこの実施形態でもリード弁となっている。
【００６８】
また、吸入室１２からシリンダボア作動室２７内へ冷媒ガスを供給する第２の吸入弁機構は、駆動軸１４のリヤサイド部材４側の端部に対し、一方端が吸入室１２と連通し他方端がシリンダボア作動室２７内と断続的に連通する略Ｕ字状の第２の吸入通路３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ）を設けることで、ロータリ弁３６として構成され、駆動軸１４と一体に回動することでシリンダブロック２に形成された通路３５ｄと断続的に連通する。この第２の吸入弁機構の詳細な構成は先の実施形態と同様なので同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６９】
これに対し、シリンダボア作動室２７から吐出室１３に冷媒ガスを排出する機構は、プレート１１にシリンダボア２１に対応して吐出通路３７を形成し、この吐出通路３７をプレート１１のリア側端面に設けられた吐出弁３８によって開閉することで構成されている。
【００７０】
しかるに、このベルト駆動式の圧縮機１においても、上述してきた図２、図６、図８で示す弁機構３９、図９、図１０で示す弁機構４４（コイルバネ５０の代わりに非線形バネを用いたものも含む。）、図１３で示す弁機構５２をロータリ弁３６の側方に開口した吸入用開口部に取り付けることが可能である。また、図示しないが、吸入通路３５に対し通路３５ｂをなくし通路３５ａが駆動軸１４の軸方向に延びる吸入用開口部を設けるものとして構成することにより、図１５に示す弁機構５５をロータリ弁３６の軸方向端に開口した吸入用開口部に取り付けることが可能である。
【００７１】
よって、上記フラッパ弁３１と弁機構３９、４４、５２又は５５を有するロータリ弁３６とを併用することにより、図１８に示されるように、フラッパ弁のみを用いた場合では圧縮機の回転数が２０００位から３５００位までは圧縮機の効率が相対的に高いが、この圧縮機の回転数が３５００位を越えるような高回転数からは次第に圧縮機の効率が低下し、ロータリ弁のみを用いた場合では圧縮機の回転数が５５００位から７５００位までは圧縮機の効率が相対的に高いが、この圧縮機の回転数が５５００よりも下がるような低回転数からは次第に圧縮機の効率が低下するところ、低回転時から高回転時或いは高回転時から低回転時に圧縮機の回転数が増減するのに対応して、フラッパ弁３１の作動とロータリ弁３６との作動とが機械的に切り替わることにより圧縮機の全体な効率を相対的に高い状態に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１は、この発明が用いられる圧縮機の一例としての電動式圧縮機の全体構造を示す断面図である。
【図２】図２は、ロータリ弁の吸入用開口部を開閉する弁機構として、板バネ状部材を主体とした板バネ・リード弁の構成を示した説明図で、図２（ａ）が板バネ・リード弁の閉鎖状態を示し、図２（ｂ）は板バネ・リード弁の開放状態を示している。
【図３】図３は、板バネ・リード弁が開放に向けて動作する仕組みを示す板バネ・リード弁の拡大説明図である。
【図４】図４は、電動式圧縮機にて本発明を採択した場合の圧縮機の回転数と圧縮機の効率との関係を示す特性線図である。
【図５】図５は、圧縮機の回転数との関係での板バネ・リード弁の開度を示す特性線図である。
【図６】図６（ａ）から図６（ｄ）は、図３に示す板バネ・リード弁の変形例を示す説明図である。
【図７】図７は、図６に示す板バネ・リード弁の板バネ状部材の形状を可変した場合における圧縮機の回転数との関係での板バネ・リード弁の開度を示す特性線図である。
【図８】図８は、図３に示す板バネ・リード弁を複数用いた更なる変形例を示す説明図である。
【図９】図９は、ロータリ弁の吸入用開口部を開閉する弁機構として、コイルバネを主体としたコイルバネ・ポペット弁の構成を示した説明図で、図９（ａ）がコイルバネ・ポペット弁の取付状態を示し、図９（ｂ）がコイルバネ・ポペット弁の閉鎖状態を示し、そして、図９（ｃ）はコイルバネ・ポペット弁の開放状態を示している。
【図１０】図１０は、圧縮機の回転数との関係でのコイルバネ・ポペット弁の開度を示す特性線図である。
【図１１】図１１は、コイルバネの代わりに非線形バネを用いた場合における圧縮機の回転数との関係での非線形バネ・ポペット弁の開度を示す特性線図である。
【図１２】図１２は、図１０に示すコイルバネ・ポペット弁又は図１１に示す非線形バネ・ポペット弁を複数用いた変形例を示す説明図である。
【図１３】図１３は、コイルバネ・ポペット弁又は非線形バネ・ポペット弁に対しマグネットを加えたバネ・マグネット・ポペット弁の構成を示した説明図で、図１３（ａ）がバネ・マグネット・ポペット弁の閉鎖状態を示し、図１３（ｂ）はバネ・マグネット・ポペット弁の開放状態を示している。
【図１４】図１４は、圧縮機の回転数との関係でのバネ・マグネット・ポペット弁の開度を示す特性線図である。
【図１５】図１５は、ロータリ弁の吸入用開口部を開閉する弁機構として電磁弁を用いた構成を示した説明図で、図１５（ａ）が電磁弁の閉鎖状態を示し、図１３（ｂ）は電磁弁の開放状態を示している。
【図１６】図１６は、電磁弁が圧縮機の回転数と関係なく開放されることを示す特性線図である。
【図１７】図１７は、この発明が用いられる圧縮機の一例としてのベルト駆動式圧縮機の全体構造を示す断面図である。
【図１８】図１８は、ベルト駆動式圧縮機にて本発明を採択した場合の圧縮機の回転数と圧縮機の効率との関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  圧縮機
１ａ  ケーシング
４  リヤサイド部材
９  クランク室
１２  吸入室
１４  駆動軸
２０  電動モータ
２２  ピストン
２６  斜板
２７  シリンダボア作動室
３０  第１の吸入通路
３１  フラッパ弁
３５  第２の吸入通路
３５ａｂ乃至３５ｂ  通路
３６  ロータリ弁
３９  弁機構（板バネ・リード弁）
４０  薄板部
４２  曲折部分
４４  弁機構（コイルバネ・ポペット弁）
４５  通路
４６  弁座
４７  覆体
４８  通孔
４９  弁体
５０  コイルバネ（弾性部材）
５２  弁機構（バネ・マグネット・ポペット弁）
５３  マグネット
５５  弁機構（電磁弁）
５７  電磁コイル
【図１】
2006170087.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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