(57)【要約】【課題】圧縮機自体の内部構造の複雑化を伴うことなく、吐出ポート部や吸入ポート部のみに簡単な工夫を加えることにより、圧縮機の脈動を低減できる構造を提供する。【解決手段】吐出室に連通する吐出ポートおよび吸入室に連通する吸入ポートの少なくとも一つのポート内に、ポート部の内外を連通する２つ以上の通路を有し、少なくとも一つの通路の長さと他の通路の長さが互いに異なるポート内通路形成手段を設けたことを特徴とする圧縮機。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出室に連通する吐出ポートおよび吸入室に連通する吸入ポートの少なくとも一つのポート内に、ポート部の内外を連通する２つ以上の通路を有し、少なくとも一つの通路の長さと他の通路の長さが互いに異なるポート内通路形成手段を設けたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記ポート内通路形成手段が、ポート内に挿入される少なくとも一つの駒部材からなる、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記駒部材の材質が鉄、アルミニウム、プラスチックのいずれかからなる、請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記ポート内通路形成手段のポート部の内外側各端面には、同じ数の通路開口が形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項５】
前記ポート内通路形成手段の少なくとも一つの通路が、該ポート内通路形成手段の外周面の一部とポートの内周面の一部によって形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項６】
前記ポート内通路形成手段の少なくとも一つの通路が、螺旋状に延びる通路に形成されている、請求項５に記載の圧縮機。
【請求項７】
被圧縮流体が冷媒からなる、請求項１〜６のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項８】
車両用空調装置に用いられる圧縮機からなる、請求項１〜７のいずれかに記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈動や騒音の発生を抑制するようにした圧縮機に関し、とくに、これらを吐出ポート部や吸入ポート部の改良で達成できるようにした圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧縮機における脈動、それに伴う騒音の発生を抑制するために、例えば、吸入側に対してはスロットルバルブを設けたり、吐出側に対しては逆止弁を装着したり、マフラーを設けたりする構造が知られている。
【０００３】
しかし、このような脈動低減部品を設ける場合、それらの絞り作用により圧損が大きくなったり、コストが高くなるという問題がある。したがって、絞りの影響で圧損が生じて消費動力のアップにつながることを防ぐことや、コストを低減するために部品点数を減らしたり、部品を簡素化する必要がある。
【０００４】
一方、より本発明に関連する従来技術として、圧縮室から吐出ポートに至るまでの間において、吐出側通路を２つの通路から形成し、各通路を流れた圧縮流体の脈動を相互に干渉させることにより脈動を低減させるようにした構造も知られている（例えば、特許文献１、２）。
【特許文献１】特開２００５−２７３４６７号公報
【特許文献２】特開２０００−１９９４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記のような従来の脈動低減構造では、圧縮機のシリンダヘッドやシリンダブロックの内部に２つの吐出側通路を形成する必要があるため、圧縮機自体の内部構造が複雑化し、加工の難しさの増大や製造コストの増大を招くこととなる。
【０００６】
そこで本発明の課題は、圧縮機自体の内部構造の複雑化を伴うことなくごく簡単な改良にて、とくに吐出ポート部や吸入ポート部のみに簡単な工夫を加えることにより、圧縮機の脈動を効率よく低減できるようにした構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る圧縮機は、吐出室に連通する吐出ポートおよび吸入室に連通する吸入ポートの少なくとも一つのポート内に、ポート部の内外を連通する２つ以上の通路を有し、少なくとも一つの通路の長さと他の通路の長さが互いに異なるポート内通路形成手段を設けたことを特徴とするものからなる。つまり、ポート内のみに所定のポート内通路形成手段を設ける構造である。
【０００８】
このような圧縮機においては、脈動を発生させる流体は必ず吐出ポートや吸入ポートを通過するが、その際に、互いに長さが異なる２つ以上の通路を通ることになる。互いに通路長さが異なるため、それぞれの通路を通る流体の脈動に位相差が生じ、位相差を持った流体が分散されることにより脈動が低減される。この脈動低減のためのポート内通路形成手段は、ポート内の所定位置に挿入（例えば、圧入）するだけでよいので、極めて簡単に脈動低減のための２つ以上の通路が形成され、かつ、圧縮機自体の内部構造を複雑化するおそれは全くない。したがって、加工の難しさの増大や製造コストの大きな増大を招くことなく、目標とする脈動低減構造が実現される。また、複数の通路の分割構成とされるとともに、相対的に通路長の長い通路が存在することになるので、適度の絞り効果と通路内流れの整流効果も期待でき、この面からも脈動低減の助長が可能になる。
【０００９】
上記ポート内通路形成手段は、例えば、ポート内に挿入される少なくとも一つの駒部材から構成できる。つまり、圧縮機自体とは別の小さい部品として容易に製作でき、それを対象となるポート内に挿入して圧入固定や他の固定方法により所定の位置に保持させておくだけで、極めて簡単に目標とする脈動低減構造が実現される。この駒部材の材質としては特に限定されず、所定の２つ以上の通路構造が維持されさえすればよく、例えば、鉄、アルミニウム、プラスチックのいずれかを採用可能である。
【００１０】
また、上記２つ以上の通路は、それぞれ、実質的に独立にポート部の内外を連通する通路に形成されればよい。したがって、例えば、ポート内通路形成手段のポート部の内外側各端面には、同じ数の通路開口が形成されていればよい。
【００１１】
上記ポート内通路形成手段における通路形成構造については特に限定されず、そのポート内通路形成手段内に完全に納まるように各通路が形成されている形態とすることもできるし、少なくとも一つの通路が、ポート内通路形成手段の外周面の一部とポートの内周面の一部によって形成されている形態とすることもできる。後者の形態の場合には、例えば、ポート内通路形成手段の少なくとも一つの通路が、螺旋状に延びる通路に形成されている構造とすることもできる。
【００１２】
このような本発明に係る圧縮機の構造は、とくに被圧縮流体が脈動を伴いやすいガス（気体）である場合に有効であり、例えば被圧縮流体が冷媒からなる場合に有効である。また、車両搭載圧縮機、とくに車両用空調装置に用いられる圧縮機の場合には、圧縮機の運転に起因する脈動や振動が車内に伝わることを抑制することが求められるので、本発明に係る圧縮機の構造がとくに好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る圧縮機によれば、ポート内にポート内通路形成手段を設けるだけで、圧縮機自体の内部構造を複雑化することなく極めて簡単に脈動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
以下に、圧縮機の吸入ポート部に本発明を適用した場合の各種実施態様について説明するが、吐出ポート部についても同様に本発明の適用が可能である。
【００１５】
まず、図１に、本発明に係る構造が適用可能な圧縮機の一例を示す。図１は、固定容量型斜板式圧縮機１を示している。ただし本発明は、可変容量型斜板式圧縮機にも適用可能であり、また、斜板式以外の圧縮機、例えばベーン型圧縮機等にも適用可能であり、脈動低減が望まれるあらゆるタイプの圧縮機に適用可能である。本実施態様では、フロントハウジング２によってクランク室３が形成され、クランク室３内に、駆動軸４によって回転駆動される傾斜角一定の斜板５が配置されている。斜板５の回転運動は、一対のシュー６を介して、シリンダブロック７内に形成されたシリンダボア８内に挿入された各ピストン９の往復動に変換される。シリンダブロック７には、弁板１０を介してシリンダヘッド１１が取り付けられており、シリンダヘッド１１に外部から被圧縮流体、例えば冷媒を吸入する吸入ポート１２が設けられている。吸入ポート１２から吸入された被圧縮流体はシリンダヘッド１１内に形成された吸入室１３に吸入され、そこから、ピストン９の往復動に応じて、吸入孔１４、吸入弁１５を介してシリンダボア８内に吸入される。シリンダボア８内でピストン９によって圧縮された流体は、吐出孔１６、吐出弁１７を介して吐出室１８内に吐出され、そこから図示を省略した吐出ポート（図２以降に、吐出ポート１９として図示してある。）を通して圧縮機外部へと吐出される。このような吸入や吐出を行う場合、吸入弁１５や吐出弁１７が開く際、弁板１０の吸入孔１４や吐出孔１６の位置で、シリンダボア８内と吸入室１３内や吐出室１８内との圧力差によって脈動が生じる。この脈動が、ポート内に、以下の各実施態様に係る、本発明によるポート内通路形成手段を設けることにより、低減、抑制される。
【００１６】
図２は、本発明の第１実施態様に係る圧縮機構造としてのシリンダヘッド１１の内部構造、とくに吸入ポート１２部の内部構造を示している。吸入ポート１２内の所定の位置には、吸入ポート１２部の内外を連通する２つ以上の通路２１、２２を有し、少なくとも一つの通路２１の長さと他の通路２２の長さが互いに異なる（本実施態様では、通路２１が相対的に長い通路に、通路２２が相対的に短い通路に形成されており、これら通路部分に意図的にハッチングを施して表示してある。）、ポート内通路形成手段２３が設けられている。ポート内通路形成手段２３は、吸入ポート１２内に挿入される筒状の駒部材に形成されており、本実施態様では、２つの部材２３ａ、２３ｂに分割されている。各部材２３ａ、２３ｂには、Ｌ字状に屈曲した通路２１ａ、２１ｂと、ストレートに貫通する通路２２ａ、２２ｂとが形成されており、両部材２３ａ、２３ｂが背中合わせに配置されるように吸入ポート１２内に重ねて圧入されることで、このポート内通路形成手段２３の内外を連通する、相対的に長さの長い屈曲して延びる一つの通路２１と、相対的に長さの短いストレート状に延びる二つの通路２２とが形成されている。
【００１７】
このように、ポート内通路形成手段２３によって吸入ポート１２内に互いに長さの異なる２種の通路２１、２２が形成されることにより、それぞれの通路２１、２２を通る流体の脈動に位相差が生じ、位相差を持った流体が分散されることにより脈動が低減される。この脈動低減のためのポート内通路形成手段２３は、吸入ポート１２内にのみ配置されるので、圧縮機１自体の内部構造が複雑化することはなく、極めて簡単な改良で優れた脈動低減効果が得られる。また、複数の通路２１、２２の分割構成とされるとともに、相対的に通路長の長い通路２１が存在するため、適度の絞り効果と通路内流れの整流効果も期待でき、それによってさらなる脈動低減が可能になる。さらに、駒部材からなるポート内通路形成手段２３を吸入ポート１２内に圧入することにより、吸入ポート１２の剛性増加も期待でき、それによって、吸入ポート１２に接続される配管やホースに振動が伝わりづらくなる効果も期待できる。
【００１８】
図３は、本発明の第２実施態様に係る圧縮機構造としてのシリンダヘッド１１の内部構造、とくに吸入ポート１２部の内部構造を示している。吸入ポート１２内の所定の位置には、吸入ポート１２部の内外を連通する２つ以上の通路３１、３２を有し、少なくとも一つの通路３１の長さと他の通路３２の長さが互いに異なる（本実施態様では、通路３１が相対的に長い通路に、通路３２が相対的に短い通路に形成されており、これら通路部分に意図的にハッチングを施して表示してある。）、筒状の駒部材からなるポート内通路形成手段３３が圧入により設けられている。本実施態様では、ポート内通路形成手段３３の外周面に形成された２本の螺旋状に延びる溝と吸入ポート１２の内周面とによって、螺旋状に延びる通路長の長い二つの通路３１ａ、３１ｂが形成されるとともに、ポート内通路形成手段３３の中央部にはストレートに貫通する一つの通路３１が形成されている。螺旋状に延びる通路３１ａ、３１ｂの吸入側端面開口部からは、それぞれ、図３（Ｃ）の矢印で示すように流体（例えば、冷媒）が流入する。このような構成においても、実質的に図２に示した態様と同等の作用効果が得られる。
【００１９】
図４は、本発明の第３実施態様に係る圧縮機構造としてのシリンダヘッド１１の内部構造、とくに吸入ポート１２部の内部構造を示している。吸入ポート１２内の所定の位置には、吸入ポート１２部の内外を連通する２つ以上の通路４１、４２を有し、少なくとも一つの通路４１の長さと他の通路４２の長さが互いに異なる（本実施態様では、通路４１が相対的に長い通路に、通路４２が相対的に短い通路に形成されており、これら通路部分に意図的にハッチングを施して表示してある。）、ポート内通路形成手段４３が圧入により設けられている。本実施態様では、ポート内通路形成手段４３は、吸入ポート１２内に挿入される円板状部材からなる上側流路変更板４４と、同様の形状の下側流路変更板４５と、両流路変更板４４、４５の中央部を貫通して延びる円筒部材からなる心棒４６とからなる。上側流路変更板４４の偏心位置に孔４１ａを設け、下側流路変更板４５の反対側に偏心した位置に孔４１ｂを設け、両流路変更板４４、４５を間隔を開けて配置することにより、屈曲して延びる通路４１が形成されている。また、両流路変更板４４、４５の中央部を貫通して延びる心棒４６の内部中空部により、ストレート状に延びる通路４２が形成されている。このような構成においても、実質的に図２に示した態様と同等の作用効果が得られる。
【００２０】
図５は、本発明の第４実施態様に係る圧縮機構造としてのシリンダヘッド１１の内部構造、とくに吸入ポート１２部の内部構造を示している。吸入ポート１２内の所定の位置には、吸入ポート１２部の内外を連通する２つ以上の通路５１、５２を有し、少なくとも一つの通路５１の長さと他の通路５２の長さが互いに異なる（本実施態様では、通路５１が相対的に長い通路に、通路５２が相対的に短い通路に形成されており、これら通路部分に意図的にハッチングを施して表示してある。）、ポート内通路形成手段５３が圧入により設けられている。本実施態様では、図４に示した態様に比べ、ポート内通路形成手段５３が一つの部材に構成され、その外周面上の両端面側の互いに反対側の位置に三日月状の開口を形成して、吸入ポート１２の内周面との協働により屈曲して延びる通路５１の両端面側部分を形成し、その両端面側部分の間に位置するポート内通路形成手段５３の外周面をドーナツ状に切り欠くことにより、一方の開口から他方の開口へと屈曲して延びる通路５１が完成されている。この通路５１においては、ドーナツ状に切り欠かれた部位を流体が迂回するように流れることになるので、通路５１の長さをより長くすることができる。このような構成においても、実質的に図２に示した態様と同等の作用効果が得られ、通路５１、５２間の通路長の差を拡大できる分、より高い脈動低減効果が期待できる。
【００２１】
図６は、本発明の第５実施態様に係る圧縮機構造としてのシリンダヘッド１１の内部構造、とくに吸入ポート１２部の内部構造を示している。吸入ポート１２内の所定の位置には、吸入ポート１２部の内外を連通する２つ以上の通路６１、６２を有し、少なくとも一つの通路６１の長さと他の通路６２の長さが互いに異なる（本実施態様では、通路６１が相対的に長い通路に、通路６２が相対的に短い通路に形成されており、これら通路部分に意図的にハッチングを施して表示してある。）、ポート内通路形成手段６３が圧入により設けられている。本実施態様では、一方の通路６１はポート内通路形成手段６３の断面方向に見て一端面上の二つの開口部からＶ字状の延びた後合流して一つの通路となり、他方の端面まで延びて開口している。他方の通路６２は、単にストレート状にポート内通路形成手段６３を貫通して延びている。このような通路６１の構成を採用することによって、通路６１の長さを通路６２の長さよりも長くすることができるとともに、通路６１のＶ字状合流部分で二つの流れを衝突させることにより、ストレート状の通路６２の流れよりも流速を低下させることができ、脈動の位相を大きくずらすことが可能になる。通路６１、６２を流れる流体の脈動に位相差を持たせることにより、脈動が効果的に低減される。したがってこのような構成においても、実質的に、前述した各態様と同等の作用効果が得られる。
【００２２】
図７は、本発明の第６実施態様に係る圧縮機構造としてのシリンダヘッド１１の内部構造、とくに吸入ポート１２部の内部構造を示している。吸入ポート１２内の所定の位置には、吸入ポート１２部の内外を連通する２つ以上の通路７１、７２を有し、少なくとも一つの通路７１の長さと他の通路７２の長さが互いに異なる（本実施態様では、通路７１が相対的に長い通路に、通路７２が相対的に短い通路に形成されており、これら通路部分に意図的にハッチングを施して表示してある。）、ポート内通路形成手段７３が圧入により設けられている。本実施態様では、一方の通路７１は、その横断面形状が楕円形のまま、ポート内通路形成手段７３の断面方向に見て通路全体として横Ｖ字状に屈曲して延びている。他方の通路７２は、通路７１の両側に合計二つ設けられているが、いずれも単にストレート状にポート内通路形成手段７３を貫通して延びている。このような通路７１の構成を採用することによって、通路７１の長さを通路７２の長さよりも長くすることができる。また、横Ｖ字状に屈曲して延びる通路７１は、屈曲部にてポート内通路形成手段７３を構成する部材の外周面に対し開口されているので、単一のポート内通路形成手段７３を構成する部材に対しても問題なく機械加工可能である。このような構成においても、実質的に図２に示した態様と同等の作用効果が得られる。
【００２３】
このように、互いに通路長の異なる二つ以上の通路を有するポート内通路形成手段は、種々の形態に構成可能である。また、前述したように、本発明に係る圧縮機の構造は、吸入ポートに限らず、吐出ポートに対しても同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係る圧縮機の構造は、吸入ポートや吐出ポートを備えた、脈動低減が要求されるあらゆる圧縮機に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る構造が適用可能な圧縮機の一例を示す圧縮機全体の縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施態様に係る圧縮機の要部を示す、横断面図（Ａ）、（Ａ）におけるＸ−Ｙ−Ｚ線に沿う縦断面図（Ｂ）、（Ｂ）におけるポート内通路形成手段の分解図（Ｃ）、（Ｂ）におけるＤ矢視図（Ｄ）、（Ｄ）におけるＥ−Ｅ線に沿う縦断面図（Ｅ）である。
【図３】本発明の第２実施態様に係る圧縮機の要部を示す、横断面図（Ａ）、（Ａ）におけるＸ−Ｙ−Ｚ線に沿う縦断面図（Ｂ）、（Ｂ）におけるポート内通路形成手段の側面図（Ｃ）、（Ｂ）におけるＤ矢視図（Ｄ）である。
【図４】本発明の第３実施態様に係る圧縮機の要部を示す、横断面図（Ａ）、（Ａ）におけるＸ−Ｙ−Ｚ線に沿う縦断面図（Ｂ）、（Ｂ）におけるポート内通路形成手段の分解図（Ｃ）、（Ｂ）におけるＤ矢視図（Ｄ）である。
【図５】本発明の第４実施態様に係る圧縮機の要部を示す、横断面図（Ａ）、（Ａ）におけるＸ−Ｙ−Ｚ線に沿う縦断面図（Ｂ）、（Ｂ）におけるポート内通路形成手段の縦断面図とＶ−Ｖ線に沿う横断面図（Ｃ）、（Ｂ）におけるＤ矢視図（Ｄ）である。
【図６】本発明の第５実施態様に係る圧縮機の要部を示す、横断面図（Ａ）、（Ａ）におけるＸ−Ｙ−Ｚ線に沿う縦断面図（Ｂ）、（Ｂ）におけるポート内通路形成手段の縦断面図（Ｃ）、（Ｂ）におけるＤ矢視図（Ｄ）である。
【図７】本発明の第６実施態様に係る圧縮機の要部を示す、横断面図（Ａ）、（Ａ）におけるＸ−Ｙ−Ｚ線に沿う縦断面図（Ｂ）、（Ｂ）におけるポート内通路形成手段の縦断面図（Ｃ）、（Ｂ）におけるＤ矢視図（Ｄ）である。
【符号の説明】
【００２６】
１  圧縮機
２  フロントハウジング
３  クランク室
４  駆動軸
５  斜板
６  シュー
７  シリンダブロック
８  シリンダボア
９  ピストン
１０  弁板
１１  シリンダヘッド
１２  吸入ポート
１３  吸入室
１４  吸入孔
１５  吸入弁
１６  吐出孔
１７  吐出弁
１８  吐出室
１９  吐出ポート
２１、３１、４１、５１、６１、７１  長い通路
２２、３２、４２、５２、６２、７２  短い通路
２３、３３、４３、５３、６３、７３  ポート内通路形成手段
４４  上側流路変更板
４５  下側流路変更板
４６  心棒
【図１】
2009079519.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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