(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心領域に配置される吐出室と、該吐出室の周囲に沿って周方向に配置される吸入室と、前記吐出室及び前記吸入室を分断している隔壁部と、前記吸入室を画定するよう前記隔壁部と間隔をもって対向しいている外壁部と、前記吐出室に導入される吐出ガスを前記吐出室から前記外壁部の外へ導出するための吐出ガス導出路と、前記吸入室へ吸入ガスを導入するための吸入ガス導入路と、前記吸入室に沿って並設され、ピストンの往復動により前記吸入室へ吸入された前記吸入ガスを圧縮した後に前記吐出室へ前記吐出ガスとして吐出する複数の圧縮要素とを備え、前記外壁部の内壁面には、前記周方向で所定間隔をもちかつ前記隔壁部の外壁面側へ突出している複数の突部が形成されている往復動圧縮機において、
前記突部は、前記隔壁部の前記外壁面に対向している円弧状の突面と、前記隔壁部の前記外壁面に対向しかつ該突面の両側から前記外壁部の前記内壁面へ傾斜してのびている傾斜面とを有し、前記隔壁部の前記外壁面には一平面における前記中心領域の中心から半径方向への寸法が前記周方向において異なる寸法となるように前記周方向に複数の円弧状の凹面と複数の円弧状の凸面とが交互に形成されており、前記突面が前記外壁部の前記凹面と対向しており、前記傾斜面が前記隔壁部の前記凸面と対向していることを特徴とする往復動圧縮機。
【請求項２】
請求項１記載の往復動圧縮機において、前記圧縮要素としての複数のボアが並設されたシリンダブロックと、内部にクランク室を形成するよう前記シリンダブロックの前端を閉塞しているフロントハウジングと、前記シリンダブロックと前記フロントハウジングとに回転自在に支承された駆動軸と、該駆動軸に装着された斜板要素と、該斜板要素に連係して前記ボア内を直動する前記ピストンと、バルブプレートを介して前記シリンダブロックの後端に設けられたシリンダヘッドとを含み、該シリンダヘッドは、前記吐出室と、前記吸入室と、前記隔壁部と、前記外壁部と、前記吐出ガス導出路と、前記吸入ガス導入路と、前記突部と、前記突面と、前記傾斜面と、前記凹面と、前記凸面とを有していることを特徴とする往復動圧縮機。
【請求項３】
請求項１記載の往復動圧縮機において、前記外壁部の前記突面と前記半径方向において対向する前記外壁部の前記外壁面には、前記半径方向で外側へ突出している外側突面を有し、前記外側突面の前記周方向の両側における前記外壁部の前記外壁面には、前記外壁部の前記外壁面を肉取りすることにより面取部が形成されていることを特徴とする往復動圧縮機。
【請求項４】
請求項１記載の往復動圧縮機において、前記面取部が前記隔壁部の前記外壁面に形成されている円弧状の前記凹面に沿うように曲面状に形成されていることを特徴とする往復動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車輌空調用の圧縮機に関し、詳しくはピストンを装備した往復動型圧縮機に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の圧縮機は、図３に示すように、複数のボア１ａが並設されたシリンダブロック１、内部にクランク室２を形成するようにシリンダブロック１の前端を閉塞するフロントハウジング３、シリンダブロック１とフロントハウジング３とに回転自在に支承された駆動軸８、この駆動軸８に装着された回転斜板１４、この回転斜板１４に連係して各ボア１ａ内を直動する単頭ピストン１６、中心領域に吐出室６、周辺領域に吸入室７が形成され、かつバルブプレート４を介してシリンダブロック１の後端に設けられたシリンダヘッド５により構成されたものがある。
【０００３】
シリンダブロック１には周方向に少なくとも５個のボア１ａが並設されており、その前端はクランク室２を内部に含むフロントハウジング３によって閉塞されている。シリンダブロック１の後端にはバルブプレート４を介してシリンダヘッド５が設けられている。シリンダヘッド５内には中心領域に吐出室６が配置され、その周囲の領域には吸入室７が配置されている。
【０００４】
駆動軸８は、フロントハウジング３およびシリンダブロック１にそれぞれ固定されたラジアル軸受９、１０に支承され、フロントハウジング３側の筒状の突出部３ａには軸封装置１１が配設されている。
【０００５】
クランク室２内の駆動軸８上には回転支持体１２が同期回転可能に嵌着されている。クランク室２内の駆動軸８には、回転斜板１４が傾動可能に支持されている。そして、回転斜板１４は各ボア１ａ内に嵌挿された単頭ピストン１６に一方側が連結されているピストンアーム１６ａの他方側で球連結されている。
【０００６】
回転斜板１４の前面側にはヒンジ機構を構成するブラケット１７が回転斜板１４の上死点位置を跨いで延設されている。
【０００７】
一方、回転支持体１２の背面側には、相対的にヒンジ機構を構成する支持アーム１９が延設され、支持アーム１９に設けられているガイドピン１８にブラケット１７の長穴１７ａを嵌入することにより、回転斜板１４の運動が規制される。なお、回転支持体１２及び回転斜板１４は合わせて、斜板要素を構成している。
【０００８】
また、上述したようにシリンダヘッド５の中心領域には吐出室６が配置されており、吐出室６には吐出ガスをシリンダヘッド５から外へ吐出するための吐出ガス導出路６ｃが形成されている。
【０００９】
さらに、シリンダヘッド５には、シリンダヘッド５の外部から吸入室７に吸入ガスを導入するための吸入ガス導入路（図示せず）が形成されている。
【００１０】
したがって、圧縮機が起動されると、駆動軸８の回転運動が回転支持体１２及びガイドピン１８を介して回転斜板１４の回転揺動に変換され、単頭ピストン１６がボア１ａ内を往復運動することにより、吸入室７からボア１ａ内に吸入された冷媒ガスは圧縮されつつ吐出室６へと吐出される。そしてクランク室２の圧力と吸入室７の圧力との差圧に応じて回転斜板１４の傾角及び単頭ピストン１６のストロークが変化し、吐出容量が制御される。
【００１１】
なお、クランク室圧力はシリンダヘッド５に内装された図示しない制御弁機構により熱負荷に応じて制御される。この場合、各ボア１ａから吐出室６内へ吐出された高圧の冷媒ガスは、吐出ガス導出路６ｃを経由して導入される。吐出冷媒ガスはシリンダブロック１の外郭部に配置された吐出口を経て、これに接続された図示しない冷凍回路へと送出される。
【００１２】
因みに、圧縮機では、通常、吸入室７の形状が長くなり、その一端から吸入ガスが導入されるため、各ボアでの吸入ガスの不均一が発生し、体積効率悪化による冷凍能力の低下や、吸入脈動による振動・騒音を引き起こす。また、吸入室の一部の高さを減少すると、吸入通路が狭くなり、同様に体積効率悪化による冷凍能力の低下をもたらす。
【００１３】
このような問題を解決するために、実開昭６１−１４５８８４号公報あるいは特開平７−１３９４６３号公報に開示される圧縮機のように、中心領域の吐出室６をまたいで吸入通路を設けて吸入ガスを吸入室７へ導通させたり、あるいは吐出室６を隔てる壁を全体的に高くして、円環状の吸入室７の狭い部分を広げる等が試みられている。
【００１４】
図４は、図３に示したような従来のシリンダヘッドの一例を示している。このシリンダヘッドは、図３に示したバルブプレート４側から見た状態を示している。以下、従来のシリンダヘッドを図３の符号と同様に付した符号により図４を参照して説明する。
【００１５】
吐出室６には、局部的に吸入室７を分断してボア１ａを越えた外周領域まで延在する吐出ガス導出路６ｃが形成されている。また、シリンダヘッド５には、外部から吸入室７に吸入ガスを導入するための吸入ガス導入路７ａが形成されている。
【００１６】
このシリンダヘッド５は、図４に示した一平面において吐出室６及び吸入室７を同心円形状に分断している隔壁部３１と、この隔壁部３１に間隔をもって対向し、吸入室７を画定する円筒形状の外壁部４１とを有している。
【００１７】
隔壁部３１の外壁面には、駆動軸８を中心軸した場合に、中心軸から径方向で異なる寸法となるように周方向に複数の円弧状の凹面３１ａと複数の円弧状の凸面３１ｂとが交互にかつ曲面状に連続して形成されている。外壁部４１は、凹面３１ａに径方向で対向するよう外壁部４１の内壁面４１ａから凹面３１ａ側へ突出している複数の突部４３を有している。なお、突部４３を除く外壁部４１の肉厚寸法は、一定の肉厚寸法となっている。
【００１８】
図４によって明らかなように、突部４３と凸面３１ｂとの間には、寸法Ｌ1 とＬ2 との２つの寸法差間隔があり、ボア１ａに対してＬ2 間隔はＬ1 よりも狭い絞り部分となっている。ここで、図４において破線で示す矢印Ａで示す吸入ガス（冷媒ガス）の流れに対しては、吸入室７において吸入ガスの下流側である突部４３の一側の領域にガス流の剥離層Ａが形成される。
【００１９】
なお、突部には、図３に示したシリンダブロック１、ハウジング３及びシリンダヘッド５がボルト１０によってネジ締めされるネジ穴６ｄが形成されている（参照公報としては、特開昭６１−２０７８８５号公報がある。）。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧縮機では、Ｌ2 間隔がＬ1 間隔よりも狭い絞り部分があるため、吸入ガスの流れに対して、吸入室７において突部４３の一側の領域にガス流の剥離層Ａが形成される。この絞り部分は、吸入ガスの流れを疎外するもので、ガス流の剥離層Ａがあると、流路損失が増大し、ボア１ａの吸入効率が低下し、平均化されない、冷凍能力が低下する。
【００２１】
また、実開昭６１−１４５８８４号公報あるいは特開平７−１３９４６３号公報に開示されたような吸入室形状の場合、吸入ガス通路を、吐出室の上部をまたいで形成しているため、円環状の吸入室の狭い部分を駆動軸の方向へ拡大するか、あるいは吐出室の空間を減少する必要がある。円環状の吸入室の狭い部分を拡大しようとすると、圧縮機の軸方向長さの増大を招き、車輌搭載時の取り付け性が悪化する。また上記のような構造では吸入ガス通路の加工と吸入室への導通穴の加工が必要になり、構造が複雑で加工性が悪いという欠点がある。
【００２２】
それ故に本発明の課題は、圧縮機の軸方向長さの増大を招くことなしに、各ボアでの吸入ガスを均一化することにより、体積効率を改善して冷凍能力を向上させ、吸入脈動による振動・騒音を防止した圧縮機を提供することにある。
【００２３】
また、本発明の他の課題は、吸入室の流路抵抗を増加することなく従来の圧縮機よりも軽量な圧縮機を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、中心領域に配置される吐出室と、該吐出室の周囲に沿って周方向に配置される吸入室と、前記吐出室及び前記吸入室を分断している隔壁部と、前記吸入室を画定するよう前記隔壁部と間隔をもって対向しいている外壁部と、前記吐出室に導入される吐出ガスを前記吐出室から前記外壁部の外へ導出するための吐出ガス導出路と、前記吸入室へ吸入ガスを導入するための吸入ガス導入路と、前記吸入室に沿って並設され、ピストンの往復動により前記吸入室へ吸入された前記吸入ガスを圧縮した後に前記吐出室へ前記吐出ガスとして吐出する複数の圧縮要素とを備え、前記外壁部の内壁面には、前記周方向で所定間隔をもちかつ前記隔壁部の外壁面側へ突出している複数の突部が形成されている往復動圧縮機において、前記突部は、前記隔壁部の前記外壁面に対向している円弧状の突面と、前記隔壁部の前記外壁面に対向しかつ該突面の両側から前記外壁部の前記内壁面へ傾斜してのびている傾斜面とを有し、前記隔壁部の前記外壁面には一平面における前記中心領域の中心から半径方向への寸法が前記周方向において異なる寸法となるように前記周方向に複数の円弧状の凹面と複数の円弧状の凸面とが交互に形成されており、前記突面が前記外壁部の前記凹面と対向しており、前記傾斜面が前記隔壁部の前記凸面と対向していることを特徴とする往復動圧縮機が得られる。
【００２５】
【作用】
本発明によると、吸入ガスの流れを阻害する絞り部分にガス流の剥離層を埋めるように、シリンダヘッドの外壁部の内壁面に傾斜面を形成しているので、流路損失が低減し、各ボアの吸入効率が向上及び平均化する。
【００２６】
また、シリンダヘッドの外壁部には、面取部を有しているため、吸入室の流路抵抗を増加することなく圧縮機の重量が軽量となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて具体的に説明する。図１は本発明の実施の一形態である圧縮機におけるシリンダヘッド５を示している。なお、圧縮機の構成については、図３において往復動圧縮機の構成を具体的に説明したので、本発明の実施の形態では、発明に必要な構成を図１とともに図３をも採用して説明することにする。
【００２８】
圧縮機は、複数のボア１ａが並設されたシリンダブロック１と、内部にクランク室２を形成するようにシリンダブロック１の前端を閉塞するフロントハウジング３と、シリンダブロック１及びフロントハウジング３に回転自在に支承された駆動軸８と、クランク室２でこの駆動軸８に装着された斜板要素１４と、この斜板要素１４に連係して各ボア１ａ内を直動する複数のピストン１６と、シリンダブロック１の後端に設けられたシリンダヘッド５とを備えている。
【００２９】
シリンダヘッド５には、中心領域に配置されてる吐出室６と、図１に示した一平面において吐出室６の周囲に沿って周方向で周辺領域に配置されている吸入室７が形成されている。シリンダブロック１の後端には、シリンダヘッド５がバルブプレート４を介して設けられている。吸入室７は、吐出室６の周囲に沿ってのびている。
【００３０】
なお、図１においては図示を省略したが、シリンダヘッド５には、図４により説明した吐出室６の吐出ガスを導出するためにバルブプレート４側において吐出室６の吐出ガスを図示しない冷媒回路へ導くように形成された吐出ガス導出路６ｃや吸入室７に吸入ガスを導入するためにシリンダヘッド５の後端側においてシリンダヘッド５の外部から吸入室７に吸入ガスを導入し、吸入室７に分流するように形成された吸入ガス導入路（図４に示した吸入ガス導入路７ａを参照）とを有している。
【００３１】
図１に示した一平面において、シリンダヘッド５は、吐出室６及び吸入室７を同心円形状に分断している隔壁部３１と、この隔壁部３１に間隔をもって対向し、吸入室７を画定する外壁部４１とを有している。
【００３２】
また、圧縮機は、吸入室７に沿って並設され、ピストン１６の往復動により吸入室７の吸入ガスを吸入して圧縮した後に吐出室６に吐出ガスとして吐出する複数の圧縮要素としてのボア１ａとを備えている。
【００３３】
隔壁部３１の外壁面には、図１に示したように一平面における中心領域の中心Ｃから半径方向Ｒへの寸法が周方向において異なる寸法となるように周方向に複数の円弧状の凹面３１ａと複数の円弧状の凸面３１ｂとが交互にかつ曲面状に連続して形成されている。なお、中心領域の中心Ｃは、駆動軸８の中心軸に相当する。外壁部４１の内壁面４１ａには、周方向で所定間隔をもちかつ隔壁部３１の外壁面側へ突出している複数の突部４３が形成されている。
【００３４】
突部４３は、隔壁部３１の外壁面に対向している円弧状の突面４３ａと、隔壁部３１の外壁面に対向しかつ突面４３ａの両側から外壁部４１の内壁面４１ａへそれぞれ傾斜してのびている傾斜面４３ｂとを有する。
【００３５】
突面４３ａは、外壁部３１の凹面３１ａと対向している。傾斜面４３ｂは、隔壁部３１の凸面３１ｂと対向している。なお、突部４３には、図３に示したシリンダブロック１、フロントハウジング３及びシリンダヘッド５がボルト１０によってネジ締めされるネジ穴６ｄが形成されている。
【００３６】
次に、図２をも参照しながらシリンダヘッド５に形成した傾斜面４３ｂの働きについて説明する。なお、図２は、従来技術と比較して説明するために、図１に示したシリンダヘッド５の左半分に２点鎖線によって、従来のシリンダヘッドの一部を示した。
【００３７】
図１及び図２に示したシリンダヘッド５では、図４に示したシリンダヘッド５と同様なＬ2 間隔がＬ1 間隔よりも狭い絞り部分がある。しかし、図４に示したシリンダヘッド５のように、吸入ガスの流れを阻害する絞り部分にガス流の剥離層Ａを発生させないように、シリンダヘッド５の外壁部４１の内壁面には傾斜面４３ｂが形成されている。
【００３８】
即ち、シリンダヘッド５には、絞り部分があるものの、吸入ガスの流れは、破線矢印Ｆによって示すように、吸入室７の流路抵抗を増加することなく傾斜面４３ｂに円滑に沿って流れる。したがって、傾斜面４３ｂは、吸入ガスの流れに対して、流路損失を減少し、ボア１ａの吸入効率し、各ボア１ａの吸入効率を向上及び平均化されて冷凍能力を向上させる役目を果たす。
【００３９】
また、この実施の形態例におけるシリンダヘッド５において、図２にも示すように、外壁部４１の突面４３ａと半径方向Ｒにおいて対向する外壁部４１の外壁面には、半径方向で外側へ突出している外側突面４３ｃを有する。外側突面４３ｃの周方向の両側における外壁部４１の外壁面には、外壁部４１の半径方向Ｒで寸法がことなるように外壁面を肉取りすることにより面取部４５が形成されている。面取部４５は、隔壁部３１の外壁面に形成されている円弧状の凹面３１ａに沿うように曲面状となっている。
【００４０】
したがって、シリンダヘッド５は、外壁部４１が面取部４５において肉取りされているため、軽量なものとなる。さらに、圧縮機は、シリンダヘッド５を軽量化できるので、全体として軽量なものとなる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、突部の傾斜面によって、吸入ガスの吸入室の流路抵抗を増加することなく、各ボアに吸入ガスを均一に配分することができる。したがって、体積効率が改善されて冷凍能力が向上でき、吸入脈動による振動・騒音が防止できる。
【００４２】
また、本発明によると、圧縮機の軸方向の長さを増加することなしに、各ボアに均一に吸入ガスを配分することができる。
【００４３】
さらに、本発明によると、外壁部を肉取りして形成されている面取部を有しているので、吸入室の流路抵抗を増加することなしに従来の圧縮機よりも軽量な圧縮機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の一形態である往復動圧縮機のシリンダヘッドを示す平面図である。
【図２】  図１に示したシリンダヘッドの機能を説明するめのシリンダヘッドの平面図である。
【図３】  従来の往復動圧縮機の構成を示す断面図である。
【図４】  従来の往復動圧縮機のシリンダヘッドの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１  シリンダブロック
１ａ ボア（圧縮要素）
２  クランク室
３  フロントハウジング
４  バルブプレート
５  シリンダヘッド
６  吐出室
６ｃ  吐出ガス導出路
７  吸入室
８  駆動軸
９，１０  ラジアル軸受
１１  軸封装置
１２  回転支持体（斜板要素）
１４  回転斜板（斜板要素）
１６  ピストン（単頭ピストン）
１７  ブラケット
１８  ガイドピン
１９  支持アーム
３１  隔壁部
３１ａ  凹面
３１ｂ  凸面
４１  外壁部
４１ａ  外壁部の内壁面
４３  突部
４３ａ  突面
４３ｂ  傾斜面
４３ｃ 外側突面
４５  面取部
Ｃ 中心
【図１】
0004065063.tif 000002
【図２】
0004065063.tif 000003
【図３】
0004065063.tif 000004
【図４】
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