(57)【要約】【課題】低流量時の吸入弁の自励振動による振動や騒音を確実に防止することのできる圧縮機を提供する。【解決手段】冷媒吸入流路１３ｄと冷媒吐出流路１３ｃとを連通するバイパス流路１６，１７と、バイパス流路１６，１７を開閉するバイパス弁４０とを備え、低流量時にはバイパス弁４０によってバイパス流路１６，１７を連通させて冷媒吐出流路１３ｃの一部の冷媒をシリンダ１１ａ内に流入させるようにしたので、低流量時においてもシリンダ１１ａに吸入される冷媒の流量が必要以上に低下することがなく、これにより吸入弁１４ｃを常にストッパ１１ｂに接触する開度まで作動させることができ、低流量時の吸入弁１４ｃの自励振動による振動や騒音の発生を確実に防止することができる。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に流体吸入口及び吐出口を有するシリンダと、シリンダ内を往復動するピストンと、流体吸入口及び吐出口にそれぞれ設けられた板状の吸入弁及び吐出弁とを備え、吸入弁及び吐出弁の弾性変形により流体吸入口及び吐出口をそれぞれ開閉するようにした圧縮機において、
前記シリンダに流体を吸入する流体吸入側流路とシリンダから流体を吐出する流体吐出側流路とを連通するバイパス流路と、
吐出側流体の流量に応じてバイパス流路を開閉するバイパス流路開閉手段とを備え、
バイパス流路開閉手段を吐出側流体の流量が所定流量以下になるとバイパス流路を開放するように構成した
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記バイパス流路開閉手段を、バイパス流路を開閉する弁体と、弁体を所定方向に移動自在に収容する弁室と、弁体を弁室の一端側に向かって付勢する付勢手段とから形成するとともに、
弁体が流体の流量に応じた圧力差及び流体の慣性力により付勢手段に抗して弁室の他端側に移動するように弁室の一端側に流体吐出側流路の流体を流入及び流出させるように構成し、
弁体が弁室の所定位置よりも一端側に位置するときはバイパス流路を開放し、弁体が弁室の所定位置よりも他端側に移動したときはバイパス流路を閉鎖するように構成した
ことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用空気調和装置の冷凍回路に用いられる圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の圧縮機としては、例えば特開平７−８３５２１号公報に記載されているように、一端に冷媒吸入口及び吐出口を有するシリンダと、シリンダ内を往復動するピストンと、冷媒吸入口及び吐出口にそれぞれ設けられた板状の吸入弁及び吐出弁とを備え、吸入弁及び吐出弁の弾性変形により冷媒吸入口及び吐出口をそれぞれ開閉するようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記圧縮機では、吸入弁が所定範囲内で開閉するように吸入弁の一端側（自由端側）を所定開度位置で係止するストッパを設けているが、低流量時には吸入弁がストッパに当接しない範囲で開閉する場合がある。このような場合、吸入弁の自励振動によって吸入冷媒に脈動が生じ、これが原因となり、冷媒吸入側の外部回路に設置される蒸発器等に振動や騒音を発生させるという問題点があった。
【０００４】
即ち、高流量時または中流量時（ストッパの位置の設定にもよるが、一般に３０〜４０ｋｇ／ｈ以上）には、吸入弁はストッパに接触する開度で作動しているため、吸入弁が両端支持に近い状態での振動となり、この場合の弁の固有振動数は１０００Ｈｚ以上になりやすい。一方、低流量時（ストッパの位置の設定にもよるが、一般に３０〜４０ｋｇ／ｈ未満）の場合は、吸入弁はストッパに接触することなく作動するため、吸入弁が片持ち状態での振動となり、この場合の弁の固有振動数は２００〜１０００Ｈｚ程度になりやすい。即ち、蒸発器等の低圧配管部品の共振周波数は、一般に２００〜１０００Ｈｚであるため、低流量時における吸入弁の振動によるガス圧力脈動が蒸発器等の共振を誘発し、蒸発器等の振動や騒音を発生させていた。
【０００５】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低流量時の吸入弁の自励振動による振動や騒音を確実に防止することのできる圧縮機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１では、一端に流体吸入口及び吐出口を有するシリンダと、シリンダ内を往復動するピストンと、流体吸入口及び吐出口にそれぞれ設けられた板状の吸入弁及び吐出弁とを備え、吸入弁及び吐出弁の弾性変形により流体吸入口及び吐出口をそれぞれ開閉するようにした圧縮機において、前記シリンダに流体を吸入する流体吸入側流路とシリンダから流体を吐出する流体吐出側流路とを連通するバイパス流路と、吐出側流体の流量に応じてバイパス流路を開閉するバイパス流路開閉手段とを備え、バイパス流路開閉手段を吐出側流体の流量が所定流量以下になるとバイパス流路を開放するように構成している。
【０００７】
これにより、吐出側流体の流量が所定流量以下になるとバイパス流路が開放され、流体吐出側流路を流通する冷媒の一部がバイパス流路を介して流体吸入側流路に流入し、再びシリンダに吸入されることから、低流量時においてもシリンダに吸入される流体の流量が必要以上に低下することがない。
【０００８】
また、請求項２では、請求項１記載の圧縮機において、前記バイパス流路開閉手段を、バイパス流路を開閉する弁体と、弁体を所定方向に移動自在に収容する弁室と、弁体を弁室の一端側に向かって付勢する付勢手段とから形成するとともに、弁体が流体の流量に応じた圧力差及び流体の慣性力により付勢手段に抗して弁室の他端側に移動するように弁室の一端側に流体吐出側流路の流体を流入及び流出させるように構成し、弁体が弁室の所定位置よりも一端側に位置するときはバイパス流路を開放し、弁体が弁室の所定位置よりも他端側に移動したときはバイパス流路を閉鎖するように構成している。
【０００９】
これにより、請求項１の作用に加え、弁室の一端側に流入する流体の流量に応じた圧力差及び流体の慣性力によって弁体が弁室の他端側に移動し、バイパス流路が開放されることから、簡単な構造によってバイパス流路の開閉が確実に行われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１は圧縮機の側面断面図、図２はその正面図、図３はバイパス弁の動作を示す図２のＡ−Ａ線方向要部側面断面図である。
【００１１】
この圧縮機は、冷媒を吸入及び吐出する圧縮機本体１０と、圧縮機本体１０内に設けられたピストン２０と、ピストン２０を駆動する駆動部３０とからなり、駆動部３０には外部からの動力が入力されるようになっている。
【００１２】
圧縮機本体１０は円筒状に形成され、ピストン２０側に形成された第１のハウジング１１と、駆動部３０側に形成された第２のハウジング１２と、第１のハウジング１１の一端側に配置されるシリンダヘッド１３と、第１のハウジング１１とシリンダヘッド１３との間に配置されるバルブプレート１４とからなる。
【００１３】
第１のハウジング１１は圧縮機本体１０の筒軸方向に延びるシリンダ１１ａを有し、シリンダ１１ａの一端は第１のハウジング１１の一端面に開口している。また、シリンダ１１ａの一端側には後述する吸入弁１４ｃを所定開度位置で係止するストッパ１１ｂが設けられ、ストッパ１１ｂはシリンダ１１ａの縁部の切り欠きによって形成されている。また、第１のハウジング１１にはその一端側及び他端側を連通する冷媒流路１１ｃが設けられている。
【００１４】
第２のハウジング１２は一端側を開口し、その内部は第１のハウジング１１のシリンダ１１ａと連通している。
【００１５】
シリンダヘッド１３はバルブプレート１４を介して第１のハウジング１１の一端に取付けられ、その中央部にはバルブプレート１４側に開口する冷媒吐出室１３ａが設けられている。冷媒吐出室１３ａの周囲にはバルブプレート１５側に開口する環状の冷媒吸入室１３ｂが設けられ、冷媒吐出室１３ａ及び冷媒吸入室１３ｂはシリンダヘッド１３の側面に設けられた冷媒吐出流路１３ｃ及び冷媒吸入流路１３ｄにそれぞれ連通している。また、シリンダヘッド１３には第２のハウジング１２内の圧力を制御する圧力制御弁１５が取付けられている。この圧力制御弁１５は、冷媒吐出室１３ａに連通する第１の冷媒流路１３ｅと、第１のハウジング１１の冷媒流路１１ｃに連通する第２の冷媒流路１３ｆとを図示しない内部の電磁弁によって開閉可能に連通するとともに、第３の冷媒流路１３ｇを介して冷媒吸入室１３ｂに連通しており、冷媒吸入室１３ｂの吸入側冷媒の圧力に応じて第１及び第２の冷媒流路１３ｅ，１３ｆを開閉するようになっている。また、シリンダヘッド１３には、冷媒吸入室１３ｂと第１のハウジング１１側とを連通する冷媒流路１３ｈが設けられている。
【００１６】
バルブプレート１４にはシリンダ１１ａに連通する冷媒吸入口１４ａ及び吐出口１４ｂが設けられ、冷媒吸入口１４ａはシリンダヘッド１３の冷媒吸入室１３ｂに連通し、冷媒吐出口１４ｂは冷媒吐出室１３ａに連通している。バルブプレート１４には冷媒吸入口１４ａ及び吐出口１４ｂをそれぞれ開閉する板状の吸入弁１４ｃ及び吐出弁１４ｄが取付けられ、吸入弁１４ｃ及び吐出弁１４ｄの弾性変形によって冷媒吸入口１４ａ及び吐出口１４ｂを開閉するようになっている。吸入弁１４ｃの一端側は前記ストッパ１１ｂに係止するようになっており、ピストン２０の吐出工程においてはバルブプレート１４側に圧接して冷媒吸入口１４ａを閉鎖し、ピストン２０の吸入工程においてはシリンダ１１ａ側に撓んで冷媒吸入口１４ａを開放するようになっている。この場合、吸入弁１４ｃの一端側（自由端側）がストッパ１１ｂに係止する位置が吸入弁１４ｃの最大開度となる。バルブプレート１４の中央には吐出弁１４ｄに係止するストッパプレート１４ｅが設けられ、吐出弁１４ｄはストッパプレート１４ｅに係止する位置まで開放可能になっている。また、バルブプレート１４には、第１のハウジング１１の冷媒流路１１ｃとシリンダヘッド１３の第２の冷媒流路１３ｆとを連通する連通孔１４ｆが設けられている。
【００１７】
ピストン２０は、シリンダ１１ａ内に摺動自在に収容され、その一端面側に冷媒を吸入及び吐出するようになっている。また、ピストン２０の他端側には駆動部３０側と連結される半球状のシュー２１が回動自在に取付けられている。
【００１８】
駆動部３０は、外部からの動力によって回転する駆動シャフト３１と、駆動シャフト３１によって回転する傾斜板３２と、傾斜板３２の傾斜角度を所定範囲内に規制する傾斜規制部材３３とから構成されている。駆動シャフト３１は一端側及び他端側をそれぞれローラベアリング３４を介して第１のハウジング１１及び第２のハウジング１２に回動自在に支持されており、その他端側には、例えば図示しないプーリを介して車両のエンジンの動力が伝達されるようになっている。傾斜板３２は環状の摺動部材３２ａを介して駆動シャフト３１に軸方向に移動自在に支持されるとともに、支軸３２ｂを介して摺動部材３２ａに回動自在に取付けられている。即ち、傾斜板３２は、駆動シャフト３１の軸方向に対する傾斜角度が支軸３２ｂを中心に任意に変わるようになっている。また、傾斜板３２の周端部はピストン２０のシュー２１に摺動自在に嵌合しており、傾斜板３２が回転すると、傾斜板３２の傾斜角度に応じてピストン２０が往復動するようになっている。傾斜規制部材３３は駆動シャフト３１と一体に回転するように設けられ、その一端に設けたピン３３ａを傾斜板３２に設けた長孔３２ｃに挿入されている。即ち、傾斜板３２が傾動すると、ピン３３ａが長孔３２ｃ内を移動し、傾斜規制部材３３によって傾斜板３２の傾斜角度が所定範囲内に規制されるようになっている。
【００１９】
また、シリンダヘッド１３には冷媒吐出流路１３ｃと冷媒吸入流路１３ｄとを連通するバイパス流路１６，１７が設けられ、一方のバイパス流路１６の一端は冷媒吸入流路１３ｃに連通し、他方のバイパス流路１７の一端は冷媒吸入室１３ｂに連通している。シリンダヘッド１３内には各バイパス流路１６，１７の他端側を開閉可能に連通するバイパス弁４０が設けられ、バイパス弁４０はバイパス流路開閉手段をなす。
【００２０】
バイパス弁４０は、各バイパス流路１６，１７を開閉する弁体４１と、弁体４１を図中水平方向に移動自在に収容する弁室４２と、弁体４１を弁室４２の一端側に向かって付勢するスプリング４３ｃとからなる。弁室４２は筒状に形成され、その一端側には、冷媒吐出室１３ａの冷媒を流入する冷媒流入口４２ａと、冷媒吐出流路１３ｃに冷媒を流出する冷媒流出口４２ｂがそれぞれ設けられている。また、弁室４２の他端側には、一方のバイパス流路１６の冷媒を流入する冷媒流入口４２ｃと、他方のバイパス流路１７に冷媒を流出する冷媒流出口４２ｄがそれぞれ設けられている。弁体４１は一端面を閉塞した筒状に形成され、弁室４２の内側面に沿って摺動するようになっている。また、弁体４１の側面には弁室４２の他端側の冷媒流出口４２ｄに連通可能な連通孔４１ａが設けられ、連通孔４１ａは弁体４１が弁室４２の一端側の冷媒流入口４２ａに近接する位置まで移動すると冷媒流出口４２ｄに連通するようになっている。この場合、弁室４２の一端側は、弁体４１が冷媒流入口４２ａに近接しても冷媒が冷媒流出口４２ｂに流通するように内面を径方向にやや拡大されている。
【００２１】
以上のように構成された圧縮機においては、外部からの駆動力によって駆動部３０の駆動シャフト３１が回転すると、傾斜板３２が回転し、傾斜板３２の傾斜角度に応じてピストン２０がシリンダ１１ａ内を往復動する。これにより、冷媒吸入室１３ｂの冷媒がシリンダ１１ａ内に吸入され、冷媒吐出室１３ａに吐出される。その際、圧力制御弁１５によって第２のハウジング１２内と冷媒吐出室１３ａとが第１及び第２の冷媒流路１３ｅ，１３ｆを介して連通すると、第２のハウジング１２内に冷媒吐出室１３ａの一部の冷媒が流入し、ピストン２０の他端側に加わる圧力が上昇する。これにより、ピストン２０のストローク量が小さくなり、冷媒の吐出流量が減少する。また、圧力制御弁１５によって冷媒流路１３ｅ，１３ｆが閉鎖されると、第２のハウジング１２内の冷媒が駆動シャフト３１と第１のハウジング１１との隙間及びシリンダヘッド１３の冷媒流路１３ｈを介して冷媒吸入室１３ｂに吸入され、ピストン２０の他端側に加わる圧力が低下する。これにより、ピストン２０のストローク量が大きくなり、冷媒の吐出流量が増加する。
【００２２】
シリンダ１１ａから冷媒吐出室１３ａに吐出された冷媒は、バイパス弁４０の冷媒流入口４２ａを介して弁室４２の一端側に流入し、冷媒流出口４２ｂから冷媒吐出流路１３ｃに流出する。その際、冷媒の中流量時または高流量時には、弁室４２の一端側に流入する冷媒の流量が多いため、弁室４２の一端側に流入する冷媒の圧力Ｐ１と、一方のバイパス流路１６に流入する冷媒の圧力Ｐ２との圧力差が大きくなり、これにより弁体４１の一端側に加わる圧力と他端側に加わる圧力との差が大きくなり、更に冷媒の慣性力も加わり、図３（ａ）に示すように弁体４１がスプリング４３に抗して弁室４２の他端側に移動する。これにより、弁室４２の他端側の冷媒流出口４２ｄが弁体４１の側面によって閉塞され、各バイパス流路１６，１７が閉鎖される。また、低流量時には、弁室４２の一端側に流入する冷媒の流量が低下するため、図３（ｂ）に示すように弁体４１がスプリング４３の付勢力によって弁室４２の一端側に移動する。これにより、弁体４１の連通孔４１ａが弁室４２の他端側の冷媒流出口４２ｄに連通し、各バイパス流路１６，１７が弁室４２の冷媒流入口４２ｃ、弁体４１の連通孔４１ａ及び弁室４２の冷媒流出口４２ｄを介して連通する。その結果、図中一点鎖線矢印に示すように冷媒吐出流路１３ｃの一部の冷媒が各バイパス流路１６，１７を介して冷媒吸入室１３ｂに流入し、シリンダ１１ａ内に再び吸入される。これにより、冷媒吸入室１３ｂから冷媒吸入口１４ａを介してシリンダ１１ａ内に吸入される冷媒の流量は、各バイパス流路１６，１７から冷媒吸入室１３ｂに流入する冷媒の分だけ多くなり、低流量時においてもシリンダ１１ａに吸入される冷媒の流量が必要以上に低下することがない。その結果、吸入弁１４ｃが常にストッパ１１ｂに接触する開度まで作動し、吸入弁１４ｃの自励振動による吸入冷媒の１ｋＨｚ以下の脈動を低減可能となる。
【００２３】
このように、本実施形態の圧縮機によれば、冷媒吸入流路１３ｄと冷媒吐出流路１３ｃとを連通するバイパス流路１６，１７と、バイパス流路１６，１７を開閉するバイパス弁４０とを備え、低流量時にはバイパス弁４０によってバイパス流路１６，１７を連通させて冷媒吐出流路１３ｃの一部の冷媒をシリンダ１１ａ内に流入させるようにしたので、低流量時においてもシリンダ１１ａに吸入される冷媒の流量が必要以上に低下することがなく、これにより吸入弁１４ｃを常にストッパ１１ｂに接触する開度まで作動させることができ、低流量時の吸入弁１４ｃの自励振動による振動や騒音の発生を確実に防止することができる。
【００２４】
この場合、弁室４２の一端側に流入する冷媒の吐出圧によって弁体４１を弁室４２の他端側に移動させることにより、バイパス流路１６，１７を連通させるように構成したので、簡単な構造によってバイパス流路１６，１７の開閉を確実に行うことができ、生産性の向上に極めて有利である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の圧縮機によれば、低流量時においてもシリンダに吸入される流体の流量が必要以上に低下することがないので、低流量時の吸入弁の自励振動による振動や騒音の発生を確実に防止することができる。
【００２６】
また、請求項２の圧縮機によれば、請求項１の効果に加え、簡単な構造によってバイパス流路の開閉を確実に行うことができるので、生産性の向上に極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す圧縮機の側面断面図
【図２】圧縮機の正面図
【図３】バイパス弁の動作を示す図２のＡ−Ａ線方向要部側面断面図
【符号の説明】
１１ａ…シリンダ、１４ａ…冷媒吸入口、１４ｂ…冷媒吐出口、１４ｃ…吸入弁、１４ｄ…吐出弁、１６，１７…バイパス流路、２０…ピストン、４０…バイパス弁、４１…弁体、４２…弁室、４３…スプリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004011416.tif 000005