JPH05172050A - ピストン型圧縮機における冷媒ガス吸入案内機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】圧縮機の吸入行程時にいて、ロータリバルブに
よる冷媒ガスのシリンダボア内作動室への吸入量を増大
して、圧縮効率を向上する。 【構成】前記シリンダブロック１及びリヤハウジング４
に対し、バルブ収容室２５を設け、このバルブ収容室２
５と各シリンダボア１ａとをそれぞれガス吸入連通路１
ｃにより連通し、前記バルブ収容室２５には回転軸１０
に同期して回転されるロータリーバルブ２６を収容し、
該ロータリーバルブには吸入室８と常時連通する吸入通
路２８を形成するとともに、ロータリーバルブの外周面
に開口するガス吸入案内溝２９を設け、このガス吸入案
内溝２９の開口部は吸入行程中のシリンダボア内作動室
３０と連通する前記吸入連通路１ｃに連通可能にロータ
リーバルブの周方向に形成し、さらに前記吸入案内溝２
９には吸入ガスを積極的に吸入連通路１ｃへ供給する過
給羽根３３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はピストン型圧縮機にお
ける冷媒ガス吸入案内機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、揺動斜板式のピストン型圧縮機
は、ピストンを収容する複数のシリンダボアを互いに平
行に形成したシリンダブロックと、該シリンダブロック
の前端面に接合されてクランク室を形成するフロントハ
ウジングと、シリンダブロックの後端面に接合されて吸
入室及び吐出室を区画形成するリヤハウジングとを備
え、前記シリンダブロック及びフロントハウジングの中
心孔に支持された回転軸の回転によりクランク室内に設
けた揺動斜板を有する駆動機構を介して前記ピストンを
シリンダボア内で往復動することにより、吸入室から吸
入した冷媒ガスを圧縮して吐出室へ吐出するように構成
されている。さらに、詳述すると、前記シリンダブロッ
クと前記リヤハウジングとの間には、吸入孔及び吐出孔
を貫通したバルブプレートが、該プレートのシリンダボ
ア側には前記吸入孔を開閉する吸入弁を有する吸入プレ
ートが、バルブプレートのリヤハウジング側には前記吐
出孔を開閉する吐出弁を有する吐出プレートが介在され
ている。そして、ピストンが吸入行程にあるときには吸
入プレートの吸入弁が開いて吸入室の冷媒ガスがバルブ
プレートの吸入孔からシリンダボア内の吸入及び圧縮を
行う作動室に吸入され、前記ピストンが圧縮行程に入る
と、前記吸入弁が吸入孔を閉じるとともに、作動室内の
圧力が所定圧以上となると、吐出プレートの吐出弁が開
いて作動室内の圧縮冷媒ガスはバルブプレートの吐出孔
から吐出室に吐出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記ピストン型圧縮機
においては、冷媒ガス中に潤滑オイルが混入されてお
り、このオイルが平板状の吸入弁とバルブプレートとの
接触部の隙間に付着するため、吸入行程初期に吸入弁が
それ自身の弾性に抗して弾性変形して前記吸入孔を開放
する際、前記オイルの吸着力により吸入弁がバルブプレ
ートの接触面から離間し難くなって吸入動作の応答性が
悪くなるとともに、各シリンダボア内作動室の吸入圧力
にバラツキが生じ圧縮機の動力損失を招くという問題が
ある。

【０００４】上記問題を解決するため、本願出願人は従
来技術と異なる新規な圧縮機の冷媒ガス吸入機構を提案
している。この吸入機構は、前記シリンダブロック及び
リヤハウジングの中心部に、前記吸入室と連通するバル
ブ収容室を設け、このバルブ収容室と前記各シリンダボ
ア内の作動室とをそれぞれシリンダブロックに形成した
吸入連通路により連通し、前記バルブ収容室には前記ピ
ストンの往復運動に同期して回転されるロータリーバル
ブを収容し、該ロータリーバルブの中心部には前記吸入
室と常時連通する吸入通路を形成するとともに、ロータ
リーバルブの外周面には吸入行程時のみ前記吸入連通路
と連通し、かつ前記吸入通路に連通する吸入案内溝を周
方向に設けている。

【０００５】従って、回転軸の回転によりピストンが吸
入行程にあるとき、冷媒ガスは吸入室からロータリバル
ブのガス吸入通路、吸入案内溝及びシリンダブロックに
形成した吸入連通路を介して作動室に吸入されるため、
冷媒ガスの吸入動作が円滑に行われ、前述した平板状の
吸入弁の動作の応答性の低下及び動力損失を解消するこ
とができる。

【０００６】ところが、上記ロータリバルブを備えた冷
媒ガス吸入案内機構は、吸入案内溝の回転方向先行側端
面及び後行側端面がそれぞれロータリバルブの半径方向
と同方向に形成されていたので、回転軸によりロータリ
バルブが回転して、吸入冷媒ガスが吸入連通路に供給さ
れる際、前記回転方向先行側及び後行側の端面にガスの
乱流が生じ、従って、吸入行程途中に冷媒ガスを吸入連
通路を通して効率良くシリンダボア内作動室に供給する
ことができず、圧縮効率を向上することができないとい
う新たな問題が生じた。

【０００７】この発明の目的は上記従来技術に存する問
題点を解消して、圧縮効率を向上することができるピス
トン型圧縮機における冷媒ガス吸入案内機構を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は上
記目的を達成するため、ピストン型圧縮機において、吸
入室を形成するハウジング及び／又はシリンダブロック
に、前記吸入室と連通するバルブ収容室を設け、このバ
ルブ収容室と前記各シリンダボアの作動室とをそれぞれ
ガス吸入連通路により連通し、前記バルブ収容室にはピ
ストンの往復運動に同期して回転されるロータリーバル
ブを収容し、該ロータリーバルブの外周面には吸入行程
中の作動室と連通する前記吸入連通路に連通するガス吸
入案内溝を設け、該ガス吸入案内溝をロータリーバルブ
の軸心側に形成した吸入通路により前記吸入室と連通す
るするとともに、前記吸入案内溝内にはロータリーバル
ブの回転力を利用して吸入ガスを積極的に吸入連通路へ
供給する複数枚の羽根板部材等からなる過給手段を設け
るという手段をとっている。

【０００９】又、請求項２記載の発明は請求項１におい
て、ロータリーバルブの吸入案内溝の開口部からのガス
流出方向と同方向に前記ガス吸入連通路の向きを設定す
るという手段をとっている。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明は、回転軸が回転されて、
クランク室内の駆動機構を介してピストンがシリンダボ
ア内で往復動され、ピストンがトップ位置から吸入行程
に移行されると、ロータリバルブの吸入案内溝が吸入行
程中のシリンダボア内作動室と連通する吸入連通路と連
通され、このため吸入室内の冷媒ガスがロータリバルブ
の吸入通路、吸入案内溝及び吸入連通路を通してシリン
ダボア内作動室に吸入され、該作動室内で圧縮された冷
媒ガスは吐出室へ吐出される。前記吸入行程において
は、ロータリバルブの吸入案内溝に過給手段が設けられ
ているので、該案内溝の壁面付近にある冷媒ガスが該バ
ルブの回転によって吸入連通路側へ強制的に圧送供給さ
れるため、冷媒ガスの吸入量が増大し、圧縮効率が向上
する。

【００１１】又、請求項２記載の発明は、ガス吸入連通
路がロータリバルブの吸入案内溝からのガス流出方向と
同方向であるため、吸入案内溝から出た冷媒ガスが変向
されることなく吸入連通路に導かれ、従って、シリンダ
ボア内作動室への吸入ガス量が増大し、さらに圧縮効率
が向上する。

【００１２】

【実施例】以下、この発明を揺動斜板式可変容量圧縮機
に具体化した一実施例を図１〜図３に基づいて説明す
る。

【００１３】シリンダブロック１のフロント側端面には
フロントハウジング２が接合固定され、その内部にはク
ランク室３が形成されている。又、前記シリンダブロッ
ク１のリヤ側端面にはリヤハウジング４がバルブプレー
ト５、吐出プレート６及びリテーナプレート７を介して
接合固定されている。前記リヤハウジング４には、その
内部に形成した隔壁４ａによって中心部に吸入室８、外
周側に吐出室９が区画形成されている。又、前記バルブ
プレート５には吐出孔５ａが形成され、吐出プレート６
には前記吐出孔５ａと対応して吐出弁６ａが形成され、
さらにリテーナプレート７には前記吐出弁６ａの開放位
置を規制するリテーナ７ａが形成されている。

【００１４】前記シリンダブロック１及びフロントハウ
ジング２には回転軸１０がラジアルベアリング１１，１
２を介して外部動力により回転可能に支持されている。
この回転軸１０上にはクランク室３内に位置するように
回転支持体１３が嵌合固定されている。前記回転支持体
１３とフロントハウジング２との間にはスラストベアリ
ング１４が介在されている。さらに、前記回転支持体１
３の外周に突設したアーム部１３ａには長孔１３ｂが形
成され、該長孔１３ｂに連結ピン１５を介して回転斜板
１６が前後方向の傾動可能に連結されている。又、回転
斜板１６のボス部１６ａには揺動斜板１７が相対回転可
能に支持され、前記回転軸１０上に往復動可能に嵌合し
たスリーブ１８に対しピン１９により前記回転斜板１６
のボス部１６ａが回動可能に連結されている。又、前記
揺動斜板１７はシリンダブロック１及びフロントハウジ
ング２に貫通固定した案内ロッド２０によって回転が防
止され前後方向の傾動が許容されるようになっている。

【００１５】前記シリンダブロック１に対し前記回転軸
１０と平行に複数箇所（この実施例では５箇所）に形成
したシリンダボア１ａ内にはそれぞれピストン２１が収
容され、各ピストン２１はピストンロッド２２を介して
前記揺動斜板１７にそれぞれ連結されている。前記回転
軸１０上にはバネ受２３が取付けられ、該バネ受２３と
前記スリーブ１８との間にはコイル状のバネ２４が介在
され、常には揺動斜板１７の傾斜角が増大し、圧縮容量
が増大する方向に付勢されている。

【００１６】前記シリンダブロック１の中心孔１ｂ、バ
ルブプレート５の中心孔５ｂ、吐出プレート６の中心孔
６ｂ及びリテーナプレート７の中心孔７ｂ、さらにリヤ
ハウジング４の隔壁４ａの内周面４ｂによって、前記吸
入室８と連通する円筒状のバルブ収容室２５が形成され
ている。又、このバルブ収容室２５と前記各シリンダボ
ア１ａ内の作動室とは、シリンダブロック１に形成した
複数の吸入連通路１ｃによりそれぞれ連通されている。
前記バルブ収容室２５には円柱状をなす冷媒ガス吸入用
のロータリバルブ２６が回転可能に収容されている。そ
して、ロータリバルブ２６の前端面に形成した係合孔２
６ａには回転軸１０の後端面に形成した係合凸部１０ａ
が嵌入され、キー２７によって回転軸１０に対し同期回
転可能に連結されている。又、ロータリバルブ２６の後
端面は前記隔壁４ａの内周面に形成した段差部４ｃによ
って後方への移動不能に位置規制されている。

【００１７】前記ロータリバルブ２６の軸心部には前記
吸入室８と連通する吸入通路２８が形成されるととも
に、外周面には該吸入通路２８の内端部と常時連通し、
吸入行程にある複数の前記吸入連通路１ｃと連通可能な
吸入案内溝２９が形成されている。

【００１８】そして、前記回転軸１０が回転されて、回
転支持体１３、連結ピン１５及び回転斜板１６を介して
揺動斜板１７が前後に揺動され、ピストンロッド２２を
介して複数のピストン２１が異なるタイミングで順次往
復動されると、前記ロータリバルブ２６が回転軸１０に
より回転されて、ピストン２１が吸入行程に移行した場
合に、図３においてバルブ回転方向に関して先行する吸
入案内溝２９底壁の先行端面３１がシリンダブロック１
に設けた吸入連通路１ｃを開放する方向に通過し、この
結果、吸入室８からロータリバルブ２６の吸入通路２
８、案内溝２９及び吸入連通路１ｃを通してシリンダボ
ア１ａ内の作動室３０内に冷媒ガスが吸入される。又、
吸入行程の終了時には、バルブ回転方向に関して吸入案
内溝２９底壁の後行端面３２が前記吸入連通路１ｃを閉
鎖する方向に通過してシリンダボア内作動室３０内への
冷媒ガスの吸入が停止される。さらに、回転軸１０及び
ロータリバルブ２６が回転してピストン２１が吐出行程
に移行されると、ロータリバルブ２６の外周面によって
前記吸入連通路１ｃが閉鎖状態に保持されたままとな
り、作動室３０内で圧縮された冷媒ガスはバルブプレー
ト５に形成した吐出孔５ａから吐出弁６ａを開放して吐
出室９へ吐出される。

【００１９】ところで、この実施例においては、図３に
示すように、吸入案内溝２９のロータリバルブ回転方向
先行側の端面３１及び後行側の端面３２が内側ほど回転
方向に先行する傾斜状態で前記吸入通路２８の外周面に
それぞれ接するように形成されている。そして、両傾斜
端面３１，３２により吸入行程時に冷媒ガスが吸入通路
２８から吸入連通路１ｃに効率良く供給されるように両
端面３１，３２に過給手段としての機能を付与してい
る。

【００２０】又、両端面３１，３２の中間には過給手段
としての過給羽根３３が前記先行及び後行端面３１，３
２とほぼ同じ傾角をもって複数箇所（この実施例では３
箇所）に設けられている。そして、ロータリバルブが図
３において矢印方向に回転されると、吸入通路２８から
吸入された冷媒ガスが過給羽板３３及び前記端面３１，
３２によって吸入案内溝２９内で、乱流を発生させるこ
となく、強制的に半径方向外方へ向かって圧送され、こ
のため、吸入連通路１ｃへの冷媒ガスの供給量が増大し
圧縮効率が向上する。

【００２１】次に、請求項２記載の発明を具体化した実
施例を図４に基づいて説明する。この実施例においては
シリンダボア内作動室３０とガス吸入案内溝２９とを連
通する吸入連通路１ｃの形成方向をロータリバルブ２６
の回転時に後行側の端面３２によって押し出される冷媒
ガスの流出方向Ｆと同方向になるように傾斜させてい
る。

【００２２】従って、この実施例では、ロータリバルブ
２６の回転により冷媒ガスが案内溝２９から吸入連通路
１ｃを通して効率良く作動室３０内に供給され、さらに
圧縮効率が高められる。又、この実施例においては前記
実施例の過給羽根３３を省略しても、充分な過給効果が
得られる。

【００２３】次に、この発明の別の実施例を図５〜図７
に基づいて説明する。 （１）図５に示す実施例は、吸入ガス案内溝２９の両端
面３１，３２及び過給羽根３３をそれぞれ円弧状に形成
し、冷媒ガスの流れを円滑化するようにしている。

【００２４】（２）図６に示す実施例は、吸入案内溝２
９の内部に直線状の過給羽根３４を複数箇所に設け、ロ
ータリバルブ２６の回転時に遠心力によって冷媒ガスを
外方へ強制的に押し出すようにしている。

【００２５】（３）図７に示す実施例は、図６に示す実
施例の端面３１，３２及び過給羽根３３をそれぞれ円弧
状に形成し、図６に示す実施例よりも冷媒ガスの供給効
率を向上するようにしている。

【００２６】（４）前記バルブ収容室２５をシリンダブ
ロック１側のみ、あるいはリヤハウジング４側のみに形
成すること。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明はロータリーバルブの吸入案内溝にガスを積極的に吸
入連通路へ供給する過給手段を設けたので、ピストンの
吸入行程においてロータリバルブによる冷媒ガスのシリ
ンダボア内作動室への吸入量を増大して、圧縮効率を向
上することができる効果がある。

【００２８】又、請求項２記載の発明は、シリンダボア
内作動室に連通された吸入連通路を過給手段により押し
出されるガス流方向と同方向に形成したので、請求項１
記載の発明よりもさらに圧縮効率を向上することができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明を揺動斜板式可変容量圧縮
機に具体化した一実施例を示す縦断面図である。

【図２】ロータリーバルブの斜視図である。

【図３】ロータリーバルブの組付状態を示す部分拡大断
面図である。

【図４】請求項２記載の発明の一実施例を示す部分断面
図である。

【図５】ロータリーバルブの別例を示す横断面図であ
る。

【図６】ロータリーバルブの別例を示す横断面図であ
る。

【図７】ロータリーバルブの別例を示す横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ シリンダブロック、１ａ シリンダボア、１ｃ 吸
入連通路、２ フロントハウジング、３ クランク室、
４ リヤハウジング、４ａ 隔壁、５ バルブプレー
ト、８ 吸入室、９ 吐出室、１０ 回転軸、１３ 回
転支持体、１６回転斜板、１７ 揺動斜板、２１ ピス
トン、２５ バルブ収容室、２６ ロータリバルブ、２
８ 吸入通路、２９ 吸入案内溝、３０ 作動室、３
１，３２吸入案内溝のバルブ回転方向先行側及び後行側
の過給手段としての機能を有する端面、３３ 過給手段
としての過給羽根。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤澤 由裕 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンを収容する複数のシリンダボア
   を互いに平行に形成したシリンダブロックと、該シリン
   ダブロックに接合されて吸入室、吐出室及びクランク室
   を形成する複数のハウジングと、前記シリンダブロック
   及びクランク室側のハウジングの中心部に支持された回
   転軸の回転により駆動機構を介して前記ピストンをシリ
   ンダボア内で往復動することにより、吸入室から吸入し
   たガスを圧縮して吐出室へ吐出するように構成したピス
   トン型圧縮機において、 前記吸入室を形成するハウジング及び／又はシリンダブ
   ロックに、前記吸入室と連通するバルブ収容室を設け、
   このバルブ収容室と前記各シリンダボアの作動室とをそ
   れぞれガス吸入連通路により連通し、前記バルブ収容室
   には前記ピストンの往復運動に同期して回転されるロー
   タリーバルブを収容し、該ロータリーバルブの外周面に
   は吸入行程中の作動室と連通する前記吸入連通路に連通
   するガス吸入案内溝を設け、該ガス吸入案内溝をロータ
   リーバルブの軸心側に形成した吸入通路により前記吸入
   室と連通するするとともに、前記吸入案内溝内にはロー
   タリーバルブの回転力を利用して吸入ガスを積極的に吸
   入連通路へ供給する過給手段を設けたピストン型圧縮機
   における冷媒ガス吸入案内機構。
2. 【請求項２】 請求項１において、ロータリーバルブの
   吸入案内溝の開口部からのガス流出方向と同方向に前記
   ガス吸入連通路の向きを設定したピストン型圧縮機にお
   ける冷媒ガス吸入案内機構。